CW6Mo5Cr4V3高速钢激光表面合金化的组织与性能调控

　　CW6Mo5Cr4V3高速钢 用途及特性深度解析

　　1. 基本概述

　　CW6Mo5Cr4V3（中国牌号，对应 AISI M3 Class 2）是一种 高钒型钼系高速钢，通过 增加钒含量（3%） 显著提升 耐磨性和红硬性，适用于 高负荷切削、精密刀具及耐磨部件。相比CW6Mo5Cr4V2，其 耐磨性提高20%，但 韧性略有下降，典型应用包括 齿轮刀具、拉刀、精密冲模 等。

　　CW6Mo5Cr4V3高碳高钒型高速钢，耐热性、耐磨性和切削性能比 W6Mo5CrV3高，使用寿命长。可用于制作要求切削性能较高的刀具，但此钢不能承受大的冲击。

　　牌号：CW6Mo5Cr4V3高速工具钢

　　标准：GB/T9943-1988

　　CW6Mo5Cr4V3化学成分：

　　碳 C ：1.15～1.25

　　硅 Si：0.20～0.45

　　锰 Mn：0.15～0.40

　　硫 S ：≤0.030

　　磷 P ：≤0.030

　　铬 Cr：3.75～4.50

　　镍 Ni：≤0.30

　　铜 Cu：≤0.25

　　钒 V ：2.75～3.25

　　钼 Mo：4.75～6.50

　　钨 W ：5.00～6.75

　　CW6Mo5Cr4V3力学性能：

　　交货硬度:(退火)≤255HB。热处理及淬回火硬度:≥64HRC

　　(2) 力学性能（热处理后）

　　硬度：HRC 65-67（常规） / HRC 68-70（深冷处理）。

　　抗弯强度：3200-3600 MPa（略低于V2型，因高钒增脆）。

　　冲击韧性：18-22 J/cm²（比V2型低15%）。

　　红硬性：600°C时硬度≥HRC 55（优于V2型）。

　　(3) 物理性能

　　密度：8.05 g/cm³

　　热膨胀系数：11.2×10⁻⁶/°C（20-600°C）

　　热导率：28 W/(m·K)（略低于V2型，因碳化物增多）。

　　(4) 耐磨性对比（砂纸磨损测试）

　　材料磨损体积（mm³）相对寿命（V3=1）

　　CW6Mo5Cr4V30.121.0×

　　CW6Mo5Cr4V20.150.8×

　　CPM 10V0.081.5×

　　3. 典型应用领域

　　(1) 高精度切削工具

　　齿轮滚刀：加工20CrMnTi硬度HRC 60时，寿命＞300件。

　　拉刀：拉削42CrMo内花键（HRC 50）寿命＞5000次。

　　(2) 耐磨模具

　　精密冲裁模：冲裁0.5mm硅钢片刃口寿命＞100万次。

　　粉末冶金压模：压制铁基零件寿命＞50万次。

　　(3) 特种耐磨件

　　轴承保持架冲头：耐磨损寿命＞200万次。

　　陶瓷切割刀片基体：耐崩刃性优异。

　　4. 热处理工艺优化

　　(1) 标准热处理流程

　　预热：550°C × 30min + 880°C × 30min（防高碳开裂）。

　　奥氏体化：1220-1240°C × 4-6min（盐浴控温±3°C）。

　　淬火：分级淬火（600°C盐浴停留2min后空冷）。

　　回火：560-580°C × 2h × 3次（每次间隔冷却至100°C）。

　　(2) 性能强化方案

　　深冷处理：-196°C液氮 × 36h，硬度提升HRC 1.5-2。

　　表面处理：

　　AlCrN涂层：表面硬度HV 3200，耐热900°C。

　　激光熔覆WC：局部耐磨性提升300%。

　　5. 与竞品对比

　　特性CW6Mo5Cr4V3CW6Mo5Cr4V2CPM 10VASP 2060

　　硬度（HRC）65-6763-6568-7066-68

　　红硬性（600°C）HRC 55HRC 54HRC 58HRC 56

　　韧性（J/cm²）18-2225-3012-1520-25

　　成本指数1.2×1.0×4.0×3.5×

　　选材逻辑：

　　高耐磨切削 → CW6Mo5Cr4V3（如齿轮刀具）

　　均衡性价比 → CW6Mo5Cr4V2（通用钻头/铣刀）

　　极端耐磨 → CPM 10V（粉末冶金高钒钢）

　　6. 加工与焊接要点

　　机加工建议：

　　退火态硬度HB 280-310，需用CBN或金刚石刀具加工。

　　磨削时采用低应力砂轮（46#-60#粒度，湿磨）。

　　焊接工艺：

　　预热至450°C，推荐电子束焊接（热影响区＜0.3mm）。

　　相关标准：

　　GB/T 9943（中国）

　　DIN 1.3344（欧洲）

　　7. 材料创新方向

　　超细晶化：通过高压扭转（HPT）获得50nm晶粒，硬度HRC 70+。

　　复合改性：添加1%纳米TiN提升高温稳定性。

　　总结

　　CW6Mo5Cr4V3是 高钒高速钢的代表，以 牺牲部分韧性换取耐磨性，特别适合 加工高硬度材料（如淬火钢、高温合金）的精密刀具。其 红硬性和耐磨性均优于V2型，但需注意 更高的加工成本和更严苛的热处理要求。在 齿轮加工、拉削、精密冲压 等领域，CW6Mo5Cr4V3仍是 的高性能选择。