W6Mo5Cr4V3高速钢加工中的应用

　　W6Mo5Cr4V3高速钢（M3 Class 2）用途及特性详解

　　一、材料基本介绍

　　W6Mo5Cr4V3（美国AISI标准M3 Class 2）是一种高钒含量的钨钼系高速钢，通过增加钒含量（3%）显著提高了材料的耐磨性能。该钢种在保持良好切削性能的同时，特别适合制造高耐磨要求的切削工具。

　　二、关键性能指标

　　1. 机械性能

　　室温硬度：HRC 65-67（热处理后）

　　高温硬度：600℃时HRC 58-60

　　抗弯强度：3000-3500MPa

　　冲击韧性：18-25J/cm²

　　弹性模量：215GPa

　　2. 物理特性

　　密度：8.15g/cm³

　　热膨胀系数：10.9×10⁻⁶/K（20-600℃）

　　热导率：24.2W/(m·K)

　　比热容：465J/(kg·K)

　　W6Mo5Cr4V3高速工具钢，在钨钼系通用型高速钢W6Mo5Cr4V2的基础上将钒的含量提高碳高钒高速钢。

　　标准GB/T9943-2008

　　W6Mo5Cr4V3化学成分：

　　C(碳)：1.00～1.10

　　W(钨)：5.00～6.75

　　Mo(钼)：4.75～6.50

　　Cr(铬)：3.75～4.50

　　V(钒)：2.25～2.75

　　Co(钴)：-

　　Si(硅)：0.20～0.45

　　Mn(锰)：0.15～0.40

　　S(硫)： ≤0.030

　　P(磷)：≤0.030

　　四、主要应用领域

　　（一）切削工具制造

　　高耐磨刀具：

　　硬质合金替代刀具

　　高硅铝合金切削刀具

　　复合材料加工刀具

　　精密切削工具：

　　精密铣刀

　　齿轮成形刀具

　　螺纹加工刀具

　　（二）特殊模具应用

　　高耐磨模具

　　精密冲裁模（<0.5mm）

　　粉末冶金模具

　　玻璃模具

　　精密成型模具

　　精密冷挤模

　　高精度拉伸模

　　塑料模具关键部件

　　五、热处理工艺规范

　　1. 预备热处理

　　等温退火：

　　加热温度：850-870℃

　　等温温度：730-750℃

　　保温时间：4-6h

　　退火硬度：HB230-260

　　2. 终热处理

　　淬火工艺：

　　预热阶段：800-850℃（25s/mm）

　　奥氏体化：1190-1210℃（12s/mm）

　　淬火冷却：油冷或盐浴分级

　　回火工艺：

　　温度制度：540-560℃×2h×3次

　　残余奥氏体转化：>95%

　　终硬度：HRC66-68

　　六、加工技术要点

　　1. 机械加工指南

　　车削参数：

　　切削速度：25-35m/min

　　进给量：0.06-0.12mm/r

　　切削深度：0.8-1.5mm

　　磨削规范：

　　砂轮类型：CBN或金刚石

　　线速度：18-25m/s

　　进给量：0.004-0.01mm/pass

　　2. 表面强化建议

　　PVD涂层：

　　TiAlN涂层：厚度2-4μm

　　处理温度：450-500℃

　　低温渗氮：

　　处理温度：480-520℃

　　时间：4-6h

　　硬化层深度：0.08-0.2mm

　　七、材料优势分析

　　性能特点：

　　优异的耐磨性能（得益于高钒含量）

　　良好的红硬性

　　较高的强度水平

　　应用优势：

　　高耐磨工况

　　精密加工理想材料

　　替代硬质合金的经济选择

　　工艺优势：

　　热处理变形小

　　可进行多种表面强化

　　磨削性能良好

　　八、使用注意事项

　　热处理控制：

　　严格控制奥氏体化温度

　　避免表面脱碳

　　确保充分回火

　　加工限制：

　　焊接需预热350℃

　　避免急冷急热

　　磨削时注意冷却

　　维护要求：

　　定期防锈处理

　　专用工具存放

　　避免碰撞损伤

　　W6Mo5Cr4V3高速钢凭借其高钒含量的特性，在耐磨性方面表现突出，特别适合制造高耐磨要求的切削工具和精密模具。通过优化热处理工艺和表面强化处理，可显著提高工具使用寿命，是加工高硅铝合金、复合材料等难加工材料的优质选择。