CW6Mo5Cr4V2高速钢在高温切削条件下的热软化行为

　　CW6Mo5Cr4V2高速钢 用途及特性深度解析

　　1. 基本概述

　　CW6Mo5Cr4V2（中国牌号，对应 AISI M2）是一种 钼系通用型高速钢，通过 钨-钼平衡设计 实现优异的 切削性能、耐磨性和性价比。作为高速钢领域的“工业标准”，广泛应用于 钻头、铣刀、丝锥、锯片 等切削工具，以及 冷作模具 和 耐磨零件。

　　CW6Mo5Cr4V2标准GB/T 9943-2008

　　牌号：CW6Mo5Cr4V2高速工具钢

　　标准：GB/T 9943-1988

　　CW6Mo5Cr4V2高速钢特性及适用范围：

　　是高碳钼系通用型高速钢，淬火后表面硬度达 67～68HRC，耐热性和耐磨性比W6Mo5Cr4V2高。可制作要求切削性能较高的工具，但此钢不能承受大的冲击。

　　CW6Mo5Cr4V2化学成分：

　　碳 C ：0.95～1.05

　　硅 Si：0.20～0.45

　　锰 Mn：0.15～0.40

　　硫 S ：≤0.030

　　磷 P ：≤0.030

　　铬 Cr：3.80～4.40

　　镍 Ni：≤0.30

　　铜 Cu：≤0.25

　　钒 V ：1.75～2.20

　　钼 Mo：4.50～5.50

　　钨 W ：5.50～6.75

　　CW6Mo5Cr4V2高速钢力学性能：

　　硬度 ：交货硬度:(其他加工方法)≤269HB; (退火)≤255HB。

　　试样热处理制度及淬回火硬度:≥65HRC

　　(2) 力学性能（热处理后）

　　硬度：HRC 63-65（常规热处理） / HRC 66-68（深冷处理）。

　　抗弯强度：3500-4000 MPa（优于T1高速钢）。

　　冲击韧性：25-30 J/cm²（高韧性适合断续切削）。

　　红硬性：600°C时硬度≥HRC 54。

　　(3) 物理性能

　　密度：8.1 g/cm³

　　热膨胀系数：11.5×10⁻⁶/°C（20-600°C）

　　热导率：30 W/(m·K)（优于钨系高速钢）。

　　(4) 耐磨性对比（干滑动摩擦测试）

　　材料磨损率（mg/m）相对寿命（M2=1）

　　CW6Mo5Cr4V212.51.0×

　　W18Cr4V（T1）15.80.8×

　　硬质合金YG83.24.0×

　　3. 典型应用领域

　　(1) 切削工具（占全球高速钢用量70%）

　　麻花钻头：加工45#钢时寿命达2000孔（φ6mm，切削速度25m/min）。

　　立铣刀：铝合金铣削效率＞500cm³/min（4刃，φ10mm）。

　　(2) 模具与耐磨件

　　冷冲模：冲裁1mm不锈钢板刃口寿命＞50万次。

　　滚丝轮：加工8.8级螺栓螺纹寿命＞10万件。

　　(3) 特种刀具

　　木工刨刀：处理橡木的刃口保持距离＞5km。

　　食品加工刀片：符合FDA标准，耐腐蚀性强。

　　4. 热处理工艺

　　(1) 标准热处理流程

　　预热：500°C × 30min + 850°C × 30min（防开裂）。

　　奥氏体化：1190-1210°C × 5-8min（盐浴炉控温±5°C）。

　　淬火：油冷或分级淬火（500°C盐浴停留3min）。

　　回火：540-560°C × 2h × 3次（每次回火后冷至室温）。

　　(2) 性能优化方案

　　深冷处理：-196°C液氮处理 × 24h，硬度提升1-2HRC。

　　表面强化：

　　PVD TiAlN涂层：表面硬度HV 2800，耐热800°C。

　　低温电解渗硫：摩擦系数降至0.15。

　　5. 与竞品对比

　　特性CW6Mo5Cr4V2W18Cr4V（T1）CPM M4硬质合金YG8

　　硬度（HRC）63-6562-6463-6589-91（HRA）

　　红硬性（600°C）HRC 54HRC 52HRC 55HRC 80

　　韧性（J/cm²）25-3020-2515-204-6

　　成本指数1.0×1.2×3.0×5.0×

　　选材逻辑：

　　通用切削工具 → CW6Mo5Cr4V2（佳性价比）

　　高精度刀具 → CPM M4（粉末冶金更均匀）

　　超硬需求 → 硬质合金（脆性大但耐磨）

　　6. 加工与焊接要点

　　机加工建议：

　　退火态硬度HB 240-280，宜用硬质合金刀具加工。

　　磨削时避免过热（砂轮粒度60#-80#，冷却充分）。

　　焊接工艺：

　　需预热至400°C，推荐激光焊接（热影响区＜0.5mm）。

　　相关标准：

　　GB/T 9943（中国高速钢标准）

　　ASTM A600（美国高速钢标准）

　　7. 材料创新方向

　　纳米结构改性：通过ECAP工艺细化晶粒至100nm，硬度提升至HRC 68。

　　增材制造：SLM成型后HIP处理，相对密度＞99.5%。

　　总结

　　CW6Mo5Cr4V2是 高速钢领域的“万金油”，凭借 均衡的硬度、韧性和经济性 成为 切削工具的主流选择。相比传统钨系高速钢（如W18Cr4V），它在 成本降低15%的同时保持同等性能，特别适合 大批量标准化工具生产。