W10Mo4Cr4V3Al高速钢模具加工领域的得力选材

　　一、W10Mo4Cr4V3Al高速钢的特性

　　(一)高硬度和耐磨性

　　合金元素的作用

　　该钢种含有较高的钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等合金元素。其中，钨和钼是提高钢的红硬性的重要元素。它们在钢中形成碳化物，在高温下这些碳化物不易分解，从而提高了钢的硬度。例如，在切削加工过程中，刀具刃部温度升高时，这些碳化物能够保持刀具的硬度，使其依然具有良好的切削能力。

　　铬元素主要提高钢的淬透性和抗氧化性。在W10Mo4Cr4V3Al中，铬有助于形成致密的氧化膜，防止钢在高温下被氧化，同时使钢在淬火时能够获得更深的淬硬层。

　　钒和铝也是提高钢的硬度和耐磨性的关键元素。钒在钢中形成细小、弥散分布的碳化物，这些碳化物硬度极高，能够显著提高钢的耐磨性。铝的加入可以细化晶粒，进一步提高钢的硬度和强度。

　　W10Mo4Cr4V3Al高速钢标准GB/T 9943-2008

　　W10Mo4Cr4V3Al化学成份：

　　C(碳)：1.30～1.45

　　W(钨)：9.00～10.50

　　Mo(钼)：3.50～4.50

　　Cr(铬)：3.80～4.50

　　V(钒)：2.70～3.20

　　Si(硅)：≤0.50

　　Mn(锰)：≤0.50

　　S(硫)：≤0.030

　　P(磷)：≤0.030

　　Al：0.70～1.20

　　硬度表现

　　这种钢经过适当的热处理后，硬度可达到HRC68 - 70，具有非常高的硬度，这使得它在承受高压力、高摩擦的工作条件下，仍然能够保持刃口的锋利度或者表面的光洁度。

　　(二)高热硬性

　　高温下的硬度保持

　　在高温环境下，W10Mo4Cr4V3Al钢的硬度下降相对缓慢。例如，当温度升高到600℃时，其硬度仍然能够保持在HRC60左右，而普通高速钢在相同温度下硬度会大幅下降。这一特性使得它非常适合用于高速切削等高温作业环境。

　　热硬性的机制

　　主要是由于钢中的合金碳化物在高温下的稳定性。这些碳化物在高温下会发生一定程度的溶解和再析出，形成细小弥散的二次硬化相，从而维持了钢在高温下的硬度。

　　(三)良好的韧性

　　相对韧性

　　尽管W10Mo4Cr4V3Al钢具有高硬度和高热硬性，但它仍然保持了一定的韧性。与一些超高硬度但韧性较差的材料相比，它在承受冲击载荷时不容易发生脆性断裂。

　　韧性的来源

　　一方面是由于合理的化学成分设计，各合金元素之间的相互作用使得钢的组织结构得到优化。另一方面，经过适当的热处理工艺，如回火处理，可以在提高硬度的同时，调整钢的韧性，减少内部应力，防止裂纹的产生和扩展。

　　二、W10Mo4Cr4V3Al的用途

　　(一)切削刀具制造

　　金属切削加工

　　在金属切削刀具领域应用广泛，如制造车刀、铣刀、钻头等。对于加工硬度较高的金属材料，如淬火钢、耐热合金等，W10Mo4Cr4V3Al钢制成的刀具能够在较高的切削速度下保持良好的切削性能。例如，在汽车制造工业中，加工发动机的一些关键零部件，如曲轴、缸体等，这些零部件通常采用高强度、高硬度的合金材料制造，W10Mo4Cr4V3Al钢刀具可以有效地进行切削加工，提高生产效率和加工精度。

　　精密加工

　　在精密机械加工领域，如航空航天零部件制造、精密仪器制造等，需要高精度的切削加工。W10Mo4Cr4V3Al钢刀具由于其高硬度、高耐磨性和良好的韧性，可以满足精密加工的要求。例如，在航空发动机叶片的加工中，叶片的形状复杂且对表面质量和尺寸精度要求极高，使用这种钢制成的刀具能够更好地保证加工质量。

　　(二)模具制造

　　冷作模具

　　可用于制造冷作模具，如冷冲模、冷镦模等。在冷作模具工作过程中，模具需要承受较大的压力和摩擦力。W10Mo4Cr4V3Al钢的高硬度和耐磨性能够保证模具在长时间使用过程中保持形状精度，减少磨损。例如，在生产大量的小型金属零件，如螺丝、螺母等的冷镦加工中，使用这种钢制造的冷镦模可以提高模具的使用寿命，降低生产成本。

　　热作模具(部分情况)

　　虽然它主要是一种高速钢，但在一些热作模具要求较高硬度和耐磨性的部位也有应用。例如，在压铸模具的一些关键部位，如浇口、流道等部位，采用W10Mo4Cr4V3Al钢进行局部强化，可以提高这些部位的抗磨损能力，延长模具的整体使用寿命。