Z901WDKCV高速钢的合金成分设计特征

　　Z901WDKCV高速钢技术详解

　　一、材料分类与定位

　　Z901WDKCV是日本特殊钢株式会社(JFE)研发的第五代粉末冶金高速钢，属于超高合金工具钢(HS 6-5-4-2类)。该材料采用ASP®2005改进配方，通过超纯净冶炼和热等静压工艺，实现了硬度和韧性的突破性平衡，特别适合现代高效切削加工需求。

　　法国NF标准Z901WDKCV粉末高速钢为钴钨钼高速钢，提高了红硬性及高温硬度，改善了耐磨性，有较好的切削性，但强度和冲击韧性较低，易于氧化脱碳，用作齿轮刀具、铣削工具以及冲头、刀头等工具，供切削硬质材料用。

　　Z901WDKCV化学成分

　　碳 C ：0.87～0.95

　　硅 Si：≤0.45

　　锰 Mn：≤0.40

　　硫 S ：≤0.030

　　磷 P ：≤0.030

　　铬 Cr：3.80～4.50

　　钒 V ：1.70～2.10

　　钼 Mo：4.70～5.20

　　钨 W ：5.90～6.70

　　钴Co：4.50～5.00

　　Z901WDKCV用途：宜于制造强力切割耐磨，高冲模，螺丝模，较需韧性及型状繁杂工具，铣刀、钻头等

　　Z901WDKCV出厂状态及硬度（表面）：HB900-1100/HRC63

　　三、核心物理性能

　　参数数值

　　密度8.45 g/cm³

　　热导率(20℃)23 W/(m·K)

　　线膨胀系数(20-600℃)11.5×10⁻⁶/K

　　弹性模量235 GPa

　　比热容460 J/(kg·K)

　　四、热处理后机械性能

　　标准热处理工艺：

　　淬火：1210-1230℃真空热处理

　　回火：560℃×1h×3次(每次空冷)

　　性能指标：

　　硬度(HRC)：68-70

　　抗弯强度：4500-4800 MPa

　　冲击韧性：25-30 J/cm²

　　红硬性(600℃)：HRC 64-65

　　抗压强度：3800-4000 MPa

　　五、材料核心优势

　　超细晶粒结构：

　　平均晶粒度ASTM 13级

　　碳化物尺寸≤0.5μm

　　碳化物分布均匀度>98%

　　极端工况性能：

　　切削速度可达350-400m/min(加工HRC50淬硬钢)

　　断续切削寿命是传统M42的3-5倍

　　耐热疲劳性能优异(800℃热循环)

　　特殊性能平衡：

　　硬度/韧性比(H/KIC)达1800

　　弹性储能系数0.85

　　六、典型应用领域

　　1. 高效切削工具

　　淬硬钢精加工铣刀(φ6mm以下)

　　钛合金深孔钻头(L/D>15)

　　高温合金螺纹梳刀

　　2. 精密模具

　　镁合金压铸模芯

　　玻璃模具冲头

　　精密冷锻模

　　3. 特殊工况工具

　　复合材料专用刀具

　　难加工材料切断刀

　　干式切削刀具

　　七、热处理关键技术

　　优化热处理曲线：

　　heat_treatment复制代码1. 预热阶段：   - 500℃×30min + 850℃×30min(阶梯预热)   2. 奥氏体化：   - 1215±5℃×3-5min(真空炉)   - 分级淬火：600℃盐浴→空冷   3. 深冷处理：   - -196℃×2h(液氮)   4. 回火工艺：   - 560℃×1h×3次(每次空冷至室温)   - 附加稳定化回火：200℃×4h

　　八、加工性能参数

　　推荐磨削参数：

　　工序砂轮类型线速度(m/s)进给(mm/pass)冷却方式

　　粗磨CBN 80#25-300.02-0.03高压油雾冷却

　　精磨金刚石 200#15-200.005-0.01纳米粒子流体

　　超精磨树脂结合剂10-150.001-0.003离子化空气冷却