CPMRex86高速钢激光熔覆修复技术的工艺开发

　　CPM Rex 86高速钢 用途及特性

　　一、材料概述

　　CPM Rex 86是美国Crucible Industries公司开发的粉末冶金高合金高速钢，属于第四代高性能工具钢。该材料通过优化的钼-钨-钒-钴合金系统，实现了高温硬度、耐磨性和韧性的zhuoyue平衡，特别适合高负荷切削和热作模具应用。

　　美国Crucible熔炉斯伯CPMRex86粉末工具钢CPMRex86标准

　　CPMRex86化学成分：

　　碳 C:2.0

　　硫 S:0.12

　　钴 Co:9.0

　　钼 Mo:5.0

　　钨 W:10.0

　　钒 V:5.0

　　铬 cr:4.0

　　CPMRex86密度: 8.1 g/cm3

　　三、关键特性参数

　　1. 机械性能(热处理后)

　　硬度：HRC 66-68 (高可达69)

　　抗弯强度：3,800-4,200 MPa

　　冲击韧性：12-16 J/cm²

　　抗压强度：4,500-5,000 MPa

　　弹性模量：230-240 GPa

　　2. 物理特性

　　密度：8.25 g/cm³

　　热膨胀系数：11.2×10⁻⁶/°C (20-600°C)

　　热导率：22.5 W/(m·K)

　　比热容：480 J/(kg·K)

　　磁性：弱磁性

　　3. 高温性能

　　红硬性：HRC≥64 @600℃

　　高温硬度保持率：

　　500℃: 95%室温硬度

　　600℃: 90%室温硬度

　　700℃: 80%室温硬度

　　四、典型应用领域

　　1. 高端切削工具

　　钛合金加工铣刀

　　高温合金钻头

　　复合材料专用刀具

　　2. 热作模具

　　铝合金压铸模

　　铜合金挤压模

　　高温锻造模具

　　3. 特殊耐磨件

　　航空航天轴承

　　高精度冲裁模

　　玻璃纤维增强塑料加工工具

　　五、热处理工艺

　　1. 标准热处理流程

　　预热：850℃ × 30min + 1050℃ × 30min

　　奥氏体化：1200-1220℃ × 3-5min/25mm

　　淬火：高压气淬或盐浴淬火

　　深冷处理：-80℃ × 4h (推荐)

　　回火：560-580℃ × 2h × 3次

　　2. 热处理关键参数

　　参数控制要点

　　奥氏体化温度超过1220℃会导致晶粒粗化

　　保温时间每25mm厚度3-5分钟

　　冷却速率必须≥30℃/s

　　回火曲线必须三次回火确保完全转变

　　六、加工性能

　　1. 机加工性

　　相对切削性：普通高速钢的25-30%

　　磨削比(G-ratio)：15:1(需用CBN砂轮)

　　推荐加工参数：

　　车削：VC=18-25 m/min，f=0.04-0.10 mm/r

　　铣削：VC=20-30 m/min，fz=0.02-0.06 mm/tooth

　　钻削：VC=6-12 m/min，f=0.02-0.05 mm/r

　　2. 电加工性能

　　EDM加工：需用石墨电极

　　线切割：切割速度0.8-1.5 mm²/min

　　参数建议：

　　脉冲宽度：3-6 μs

　　电流密度：10-18 A/cm²

　　电极损耗比：1:1.8-2.5

　　七、性能对比

　　特性CPM Rex 86CPM M4ASP 2060

　　室温硬度HRC 66-68HRC 64-66HRC 65-67

　　600℃硬度HRC 64HRC 60HRC 62

　　抗弯强度4,000 MPa4,500 MPa3,800 MPa

　　耐磨性★★★★★★★★★★★★★

　　韧性★★★★★★★★★★

　　八、材料优势

　　超高红硬性：钴-钼-钨协同作用

　　优异耐磨性：MC+MC复合碳化物

　　良好韧性：粉末冶金均匀组织

　　热稳定性：高温强度保持率优异

　　尺寸精度：热处理变形<0.04%

　　九、使用注意事项

　　必须使用CBN或金刚石工具精加工

　　避免在400-500℃区间长期使用

　　焊接需特殊工艺(推荐激光焊)

　　粗加工建议采用电火花加工

　　存放需防锈处理(虽含铬但碳化物多)

　　十、典型应用案例

　　航空发动机叶片铣削：寿命是普通高速钢3-5倍

　　5G基站散热片冲压：可冲压100万次以上

　　碳纤维复合材料钻削：无毛刺加工1000+孔

　　汽车铝合金压铸：模次寿命达15万次