Z130WKCDV高速钢硬度、耐磨性及热处理工艺

　　Z130WKCDV高速钢全面技术解析

　　一、材料背景与定位

　　Z130WKCDV是德国Böhler集团开发的第三代氮合金化粉末高速钢，属于超高性能工具钢(HS 8-6-4-2类)。该材料采用Microclean®超纯冶炼技术，通过创新的氮合金化工艺，在保持超高硬度的同时显著提升韧性，特别适合现代高效精密加工需求。

　　法国Z130WKCDV粉末高速钢产品用途：用于大型自动流水生产绕及较高寿命之工具，拥有良好的切割性能的高速工具钢，特别适合承受震动和冲击荷载的工具、深拉工具。

　　Z130WKCDV化学成分：

　　C碳:1.20～1.35

　　Si硅:≤0.45

　　Mn锰:≤0.40

　　Cr铬:3.80～4.50

　　W钨:9.10～10.00

　　V钒:3.35～10.50

　　Mo钼:3.20～3.90

　　P磷:≤0.03

　　S硫:≤0.03

　　三、关键物理性能

　　参数数值

　　密度8.60 g/cm³

　　热导率(20℃)19 W/(m·K)

　　线膨胀系数(20-600℃)10.8×10⁻⁶/K

　　弹性模量245 GPa

　　磁性弱磁性

　　四、热处理后机械性能

　　标准热处理工艺：

　　淬火：1180-1200℃盐浴处理

　　深冷：-196℃×2h(液氮)

　　回火：540℃×1h×4次

　　性能指标：

　　硬度(HRC)：70-72

　　抗弯强度：4800-5200 MPa

　　断裂韧性KIC：18-20 MPa·m¹/²

　　红硬性(650℃)：HRC 66-67

　　抗压强度：4200-4500 MPa

　　五、材料核心优势

　　纳米级碳氮化物：

　　(V,W)(C,N)相尺寸20-50nm

　　析出相体积分数>35%

　　晶界净化度达99.9%

　　极端工况性能：

　　可承受切削速度450m/min(加工镍基合金)

　　断续切削寿命是传统M35的6-8倍

　　耐热冲击性能优异(ΔT>800℃)

　　特殊性能组合：

　　硬度/韧性比(H/KIC)达2100

　　弹性储能系数0.92

　　六、典型应用领域

　　1. 超硬材料加工

　　陶瓷增强复合材料钻头

　　碳化钨硬质合金铣刀

　　工程陶瓷精加工刀具

　　2. 精密成型模具

　　钛合金精锻模

　　高温合金挤压模

　　精密齿轮滚轧模

　　3. 特种切削工具

　　五轴联动精加工刀具

　　微细切削刀具(φ<0.5mm)

　　超声辅助切削工具

　　七、热处理关键技术

　　优化热处理曲线：

　　heat_treatment复制代码1. 阶梯预热：   - 450℃×30min + 850℃×30min   2. 奥氏体化：   - 1190±5℃×4min(盐浴炉)   - 分级淬火：600℃→300℃→空冷   3. 深冷处理：   - -196℃×2h + 200℃×1h(循环3次)   4. 复合回火：   - 540℃×1h + 510℃×2h   - 终稳定化：180℃×8h

　　八、加工与磨削参数

　　精密磨削规范：

　　工序砂轮规格线速度(m/s)进给量(mm)冷却方式

　　粗磨CBN 120#28-320.015-0.02高压乳化液

　　半精磨金刚石 400#18-220.005-0.01低温冷风

　　精磨陶瓷结合剂12-150.001-0.003纳米粒子喷雾

　　九、先进涂层方案

　　推荐涂层系统：

　　AlCrN/SiN超晶格涂层：

　　层厚4-6μm

　　硬度HV4500

　　氧化温度1100℃

　　金刚石复合涂层：

　　纳米晶金刚石2μm

　　过渡层TiSi 1μm

　　摩擦系数<0.05

　　智能自适应涂层：

　　(Ti,Al,Cr)N+MoS₂

　　自修复功能

　　十、与同类材料对比

　　特性Z130WKCDVS390ASP2052优势领域

　　超硬加工★★★★★★★★★☆★★★☆☆HRC70+材料加工

　　微细加工★★★★☆★★★☆☆★★★★☆φ0.1mm刀具

　　热稳定性★★★★★★★★★☆★★★☆☆800℃持续工作

　　经济性★★☆☆☆★★★☆☆★★☆☆☆高端专用领域