CPM M4高速钢在加工制造的关键应用

　　CPM M4板材的特性与用途

　　CPM M4粉末高速钢，提高工具的耐磨性。它的高钒和高碳含量在冷加工冲床、模具镶件和高速轻切削切削应用中提供了优异的抗凹陷性和耐磨性。它的设计目的是提高性能与磨料工作，表现出好的耐磨性。

　　CPM M4化学成分：

　　C：1.3

　　Mn：0.3

　　Si：0.3

　　S：≤0.030

　　P：≤0.030

　　Cr：4

　　Mo：4.5

　　V：34

　　W：5.5

　　(二)机械性能

　　强度

　　具有非常高的强度，无论是屈服强度还是抗拉强度都处于较高水平。这使得它在承受高负荷的应用中表现出色，例如在制造大型机械的关键结构部件时，能够承受巨大的压力和拉力而不会发生变形或损坏。

　　硬度

　　硬度极高，是CPM M4板材的一个显著特点。其硬度值可以达到洛氏硬度(HRC)60 - 65左右。这种高硬度使它在切割、冲压等需要耐磨和耐变形的应用中具有很大的优势。例如，在制造金属切割刀具时，高硬度的板材可以保持锋利的切削刃，长时间高效地切割金属材料。

　　韧性

　　尽管硬度很高，但由于钒元素细化晶粒等作用，仍具有一定的韧性。在受到冲击时，虽然不会像一些韧性极好的材料那样有很大的弹性变形，但也不会轻易发生脆性断裂。例如，在一些需要承受一定冲击的高速切削刀具中，它能够在保持高硬度的同时，有一定的抗冲击能力。

　　(三)加工性能

　　可加工性

　　在切削加工方面，由于其高硬度，需要使用特殊的硬质合金刀具，并且切削参数(如切削速度、进给量和切削深度)需要严格控制。否则，容易导致刀具磨损过快或加工表面质量差。在磨削加工方面，也需要采用合适的砂轮和磨削工艺，以获得较好的加工精度和表面光洁度。

　　可焊性

　　可焊性较差。由于其高碳含量和合金元素的复杂性，在焊接过程中容易出现裂纹、气孔等焊接缺陷。如果需要进行焊接，必须采用特殊的焊接工艺，如预热、后热等措施，并且要选择合适的焊接材料，以尽量减少焊接问题的出现。

　　(四)耐腐蚀性

　　耐氧化性

　　铬元素形成的氧化膜提供了一定的耐氧化性。在正常的大气环境或者一些低氧环境中，能够防止板材表面被氧化，保持其外观和性能。然而，由于其主要应用于对硬度和强度要求较高的场合，耐氧化性并不是其主要的性能特点。

　　耐腐蚀性

　　在一定程度上能够抵抗腐蚀性介质的侵蚀。但与专门的耐腐蚀不锈钢相比，其耐腐蚀性相对较弱。在一些有轻微腐蚀性的环境中，如在含有少量水分和盐分的工业环境中，可以短时间使用，但对于强腐蚀性环境则不适合。

　　二、用途

　　(一)刀具制造

　　金属切削刀具

　　广泛用于制造各种金属切削刀具，如麻花钻、铣刀、车刀等。其高硬度、高耐磨性和一定的韧性使得这些刀具在切削金属(尤其是硬度较高的金属，如不锈钢、钛合金等)时能够保持锋利的切削刃，提高切削效率和加工精度。

　　木工刀具

　　在木工刀具制造方面也有应用。例如，制造用于切割硬木的锯片、刨刀等。其高硬度可以有效地切割木材，并且由于有一定的韧性，在切割过程中不容易折断，延长了刀具的使用寿命。

　　(二)模具制造

　　冲模

　　常用于制造冲模，特别是在冲压高强度金属材料时。其高硬度和高强度能够承受冲压过程中的巨大压力，并且在多次冲压操作后仍能保持模具的形状和尺寸精度，从而保证冲压件的质量。

　　压铸模

　　在压铸模制造中也有一定的应用。虽然其可焊性较差，但在一些不需要焊接或者可以通过特殊工艺解决焊接问题的压铸模结构中，其高硬度和高强度可以满足压铸过程中对模具的要求，如承受高温、高压的液态金属的冲击等。

　　(三)机械部件制造

　　高速运转部件

　　在一些高速运转且需要承受高应力的机械部件制造中，如高速离心机的关键部件。其高硬度和高强度能够保证部件在高速旋转时不会发生变形或损坏，同时其一定的韧性也有助于抵抗可能出现的冲击载荷。

　　高负荷承载部件

　　用于制造承受高负荷的机械部件，如大型起重机的关键承重结构部件。在这些部件中，CPM M4板材的高强度能够确保在承受巨大重量时的结构安全。