W18Cr4V材（cái）料

W18Cr4V鋼是（shì）W係高速工具鋼。該鋼具有高強度、高抗壓性、高熱穩定性（xìng）和高硬度及高溫硬度（dù），該鋼的熱硬性很高，耐（nài）磨性較好，耐回火性好，淬硬（yìng）深度大，承載能（néng）力居各種模具（jù）鋼之首。但（dàn）韌性、可加工性和導熱性較差，淬火不變形性中等。該鋼成本高、製造工藝不佳，熱（rè）處理工藝複雜、淬火、回火以後的零件（jiàn）變形難以（yǐ）控製。但（dàn）在使用中發現該鋼脆較大，易產生崩刃現像，其主要原因是碳（tàn）化物（wù）不均勻性（xìng）較大。

   高速鋼鍛造以後必（bì）須經過球化退火，有利於切削加工。返修工件在第二次淬火前也要進行球化退火，否則，第二次淬（cuì）火加熱時，晶粒將過分長大而使工件變脆。

   冷壓毛坯化處理（lǐ）工藝，采用上（shàng）限溫度加熱，分（fèn）鍛等溫，再（zài）附加等溫回火過程。

   高速鋼在淬火時要進行（háng）兩次預熱，原因在於高速鋼中含有大（dà）量（liàng）合金元素，導熱性較差，以免引起工件變形或開裂（liè），特別是大型（xíng）複（fù）雜（zá）工件則更為突出。通過事先預熱，可縮短在（zài）高溫處理停留的時間，減少氧化脫碳及（jí）過熱的危險性。

   高速鋼中含有大量難溶的合金碳化（huà）物，淬火（huǒ）加熱，溫（wēn）度必（bì）須足夠高，才可使合金碳化物溶解到奧氏體（tǐ）中，淬火之後馬氏體中合金元素符的含量才足夠高，鋼才會具有高的熱硬性（xìng）。對高速鋼熱硬性影響最（zuì）大的合金元素的含量（liàng）才足（zú）夠高，鋼（gāng）才會具有高（gāo）的熱硬性。對高速鋼熱硬性影響最大的合金元素是W、Mo及V，隻有在1000℃以上時，其溶解量才急劇（jù）增加。當（dāng）溫度≥1300℃時，各元素的（de）溶（róng）解量雖然還有增加但奧氏（shì）體（tǐ）晶粒則急劇長大，甚至在晶界處發生熔化現象，致使鋼的強度、韌性下降。對高速鋼來說，合適的晶粒度為9.5～10.5級。

    淬火溫度對（duì）該鋼（gāng）的性能影響較大，淬（cuì）火溫度上升，則耐（nài）磨性、抗壓性（xìng）、熱穩定性提高，鋼的（de）韌性隨溫度的下降而（ér）增高。1230～1250℃淬火加熱出現抗彎強度的峰值，在550～570℃回火後具有（yǒu）最佳的綜合力學性（xìng）能。表麵脫碳層還明顯地加劇該鋼淬裂和磨裂敏感傾向（xiàng）。

   淬火冷卻通常在油中進行，但對形狀複雜、細（xì）長杆狀或薄片零件可采用分級淬火和等溫淬（cuì）火（huǒ）等方法。分級淬火後使殘留奧氏體積分數增（zēng）加20%～30%，使工（gōng）件變（biàn）形、開裂傾（qīng）向傾向減（jiǎn）小，強（qiáng）度、韌性提（tí）高。油淬及分級淬火（huǒ）後的組織為馬（mǎ）氏體+碳（tàn）化物+殘留奧氏體。等溫淬火以後，與分級淬火相比，其（qí）主要淬火後的組織中除馬氏體、碳化物、殘留奧氏體（tǐ）外，還含有下貝（bèi）氏（shì）體。等溫淬火可進一步減小工件變形，並提（tí）高韌性。

   進行分級（jí）淬火時，如果（guǒ）在分級（jí）溫度停留時間過長，就可能（néng）會大量（liàng）析出二次碳化物。等溫淬火（huǒ）後所需時間（jiān）一般較長，隨等溫時間不同，所獲得的貝氏體數量不同，在生（shēng）產中通常隻能獲得體積分數為40%的貝氏體，而等溫時間（jiān）過長可顯著增加殘留奧氏體量。這需要（yào）在等（děng）溫淬火後進地冷處理或采用多次回火來消（xiāo）除殘（cán）留奧氏體，否則將會影響回火（huǒ）後鋼的硬度及熱處理質量。

   為（wéi）了消（xiāo）除火應（yīng）力、穩定組織、減少殘留（liú）奧氏體量、達到所需要的性能，高速（sù）鋼一（yī）般要進（jìn）行三次560℃的高溫回火（huǒ）處（chù）理。高速鋼（gāng）的回火（huǒ）轉變比較複雜。在回火過程中馬氏體和殘留奧氏體發生變化，過剩碳化物在回（huí）火時（shí）不發生變化。

W18Cr4V供貨狀態

退火態溫度≤255HBW，其他加工狀態硬度≤269HBW。

W18Cr4V化學成分

根據標準（zhǔn）YB/T 4146-2006，該鋼的化學（xué）成分（質（zhì）量分數）：C0.70%～0.80%、Si≤0.40%、Mn≤0.40%、Cr3.80%～4.40%、W17.50%～19%、V1.00%～1.40%。

W18Cr4V對應材料

中國（guó）GB標準（zhǔn）牌號W18Cr4V、中國台灣CNS標準牌號SKH2、俄（é）羅斯гост標準（zhǔn）牌號P18、德國DIN標準材料編號1.3355、德（dé）國DIN標準牌號S18-0-1、英國BS標準（zhǔn）牌號（hào）BT1、法國AFNOR標準牌號Z80WCV、法（fǎ）國NF標準牌號18-04-01、意大利UNI標準（zhǔn）牌號X75W18KU、西班牙UNE標準牌號（hào）HS18-0-1、日本JS標準牌（pái）號SKH2、美國（guó）ASIS/SAE標準牌（pái）號T1、瑞典（diǎn）SS標準牌號2750、美國UNS標（biāo）準牌號T12002、韓國（guó）KS標準牌號SKH2、國際（jì）標（biāo）準化組織（ISO）牌號HS18-0-1。

W18Cr4V臨界點溫度（近似值）

Ac₁=820℃，Ac₃=1330℃、Ar₁=760℃。

W18Cr4V軟化退火規範

退火（huǒ）溫（wēn）度860～880℃，保溫2h，再以20～30℃/h的冷速隨爐冷卻到500～600℃，硬（yìng）度≤227HBW。

W18Cr4V冷壓（yā）毛坯軟化處理規範

（880～860）℃×3～4h,降溫到（770±10）℃×6～8h，再降溫度（750±

10）℃×2～3h，緩冷到≤650℃，出爐空冷。處理前硬度≤255HBW，處理後硬度（dù）≤229HBW。

   W18Cr4V普通退火規範

   840～860℃×2～3h，以20～30℃/h的冷速（sù）冷卻至730℃×5～6h等溫，隨爐冷卻到500～600℃，出爐空冷。

   退（tuì）火周（zhōu）期很長（zhǎng），時間達20～40h或者10～25h。

   W18Cr4V等（děng）溫球化退火規範

   850～870℃×3～4h，爐冷740～760℃×4～5h，硬度（dù）≤241HBW，共晶碳化的等級≤3級。

   W18Cr4V等溫退火規（guī）範

   退火溫度（dù）860～880℃，保溫2h，爐冷至740～760℃，保溫2～4h，再爐冷至500～600℃，出爐空冷，硬度≤255HBW。

   W18Cr4V快速（sù）退火規範

   工件隨爐升溫升到（dào）600～650℃，以20～40℃/h的加熱速度繼續升溫至880～900℃，保溫0.1～0.3h，再以40～60℃/h的冷（lěng）卻速度爐冷（lěng）至780～800℃，然後按30～40℃/h的冷卻速度爐冷至600～650℃，出爐空冷。

   快（kuài）速（sù）退火可代替常規退火工藝用於高速鋼鑄（zhù）造毛坯、焊接毛坯和（hé）返修工具淬火前的退火，顯著縮短熱處理周（zhōu）期，減少能耗，提高工具的使用壽命20%～30%。

   W18Cr4V循還退火（huǒ）規範

   退火溫度上限為840℃，退火溫度下限為680℃，經（jīng）三次循環（huán）退火。鋼棒直徑為（wéi）φ20mm時，加熱時間為10min。

   循環退火可代替普通等溫退火，對模具毛坯進行預（yù）先熱處理，可縮短加熱（rè）保溫時間細化（huà）奧氏體晶粒，改善組織，提高鋼的強度、韌性（xìng）和（hé）高速鋼焊接工具的強（qiáng）度，有利於消除淬火過熱，防止晶粒異常長大和形成萘狀組織，有（yǒu）利於減少淬火變形和提高性能。

   W18Cr4V油韌性處理規範

   退火以後加熱到（740±10）℃，回火後油冷，硬度100HRB,衝擊韌度（dù）21.2J/cm²。

   W18Cr4V普通淬火、回火規範

   淬火溫度1200～1240℃，油冷，硬（yìng）度≥60HRC，回火溫度（dù）560～580℃。

W18Cr4V模具鋼淬火、回火規範

預熱溫度（dù）850℃，保溫時間24s/mm，淬火溫度1260～1300℃，保溫時間12～15s/mm，油冷，回火溫度560℃回火三次，每次1h，空冷，淬火、回火後（hòu）硬（yìng）度≥62。

   用作冷的模具（jù）鋼時，淬火溫度1200～1240，保溫時（shí）間15～20s/mm。

W18Cr4V低溫淬火加回火規範

預熱溫度：第一次低溫（560±10）℃，第二次中溫800～850℃轉入高溫鹽（yán）浴中加熱加熱（rè）溫度1250～1260℃，加熱時間按10s/mm計算，保溫後入（rù）（280±30）℃硝（xiāo）鹽（yán）浴，停留2～5min，空冷到室溫，然後在（560±10）℃連續回火三次，每次1.5～2h，硬度62～64HRC。

W18Cr4V真空（kōng）淬火、回火規範

預熱溫度：第一次500～600℃，第二次800～820℃，真空度0.1Pa，淬火溫度1000～1100℃，真空度1～10Pa，油或N₂氣冷卻（què），回火溫度180～220℃，硬度62～66HRC。

   預熱溫度：第一次500～550℃，第二次800～820℃，真空度0.1Pa，淬火（huǒ）溫度1240～1300℃，真空度1～10Pa，油或N₂氣冷卻，回火溫度540～600℃，硬度62～66HRC。

   W18Cr4V氣體滲氮和（hé）氣體氮碳共滲規範

   1）技術要求：硬度（dù）＞1000HV，滲層深度（dù）0.03～0.05mm，滲（shèn）氮溫度540℃，氣體比例：氨氣（qì）30%，載氣（RX氣）70%，氨分解率（lǜ）30%～40%，保溫時（shí）間3h。用於冷擠壓、衝裁模。

   2）技術要求：硬度＞1000HV，滲層深度0.05～0.07mm，滲氮溫度540℃，氣（qì）體比例：氨氣40%，載（zǎi）氣（RX氣）50%，氨分解率30%～40%，保溫時間5h。用於冷擠壓、衝裁模。

   W18Cr4V氣體氮碳共滲+去氫處（chù）理

   1）在RJJ-35-9T井式電爐中進行模具（jù）氮碳共滲：560℃×4.5～5.0h，NH₃0.45～0.6m³/h，甲醇60～70滴/min,出爐油冷。

   2）去氫處理：250～300℃×2h，氮碳共滲（shèn）層（céng）深度≥0.08mm，表麵硬度（dù）950HV0.1,心部硬度60～62HRC。

   W18Cr4V冷擠凸模高（gāo）溫、等（děng）溫淬火+高溫回火（huǒ）規範

   預熱溫度800～850℃，保溫時間8min，淬火溫度（1260±5）℃，保溫時間4min，分級淬火，（280±10）℃×3h等濁淬火（huǒ）處理；（560±10）℃×90min×3次回火，空冷。

   W18Cr4V滾絲模（mó）推薦（jiàn）熱處理工藝

   840～860℃預熱，保溫時間按40s/mm計算，1220～1240℃加（jiā）熱，加熱時間按20s/mm計算（suàn）。先於580～620℃分級（按20s/mm），再入260～280℃硝鹽中等（děng）溫2.5h，580～585℃×1h+550℃×1h×2次回火，硬度61～62HRC。

   W18Cr4V強韌化熱處理規範

   600℃預熱，840～860℃預熱，保溫時間按30s/mm計算；1200℃加熱（rè），加熱時間按8～15s/mm計算。550～570℃等溫（按30s/mm計算），空冷，550℃×1h×3次回火。硬度59～61HRC。

W18Cr4V貝氏體等溫（wēn）淬火（huǒ）

810～830℃預熱，保溫時間（jiān）按20s/mm計算，1230～1250℃加熱，加熱時間（jiān）按10～15s/mm計算；淬火入810～830℃鹽浴中5～8s，在260～300℃等溫3h，空冷至室溫（wēn），（560±10）℃×1.5h×4次回火。硬（yìng）度62HRC。

W18Cr4V低溫淬火+高溫回火

850～860℃預熱，保溫時（shí）間按30～40s/mm計（jì）算，鹽浴爐（lú）加熱，淬（cuì）火溫度1240～1250℃，保溫時間按6～10s/mm計算，鹽浴冷卻溫度580～620℃，保溫（wēn）2h，580～590℃×1h，550℃×1h×2次回火，硬度62～62.5HRC。

W18Cr4V衝孔模增碳淬火規範

選用粒度5～10mm的木炭，加入Na₂CO₃（木碳與Ma₂CO₃比（bǐ）例（lì）為9：1）充分（fèn）混合，將衝模（mó）直接插入滲碳箱內，密封後於500℃入爐，升溫至820℃保溫1h，然後加熱至1000℃保溫2h。

   最後加熱（rè）至1150～1160℃，短時保溫，開箱淬入熱（rè）油，在200℃左（zuǒ）右出爐（出油（yóu）時（shí）掌握工件隻（zhī）能冒煙不燃燒），帶（dài）溫於560℃進行90min三次回火。

W18Cr4V用途

冷擠壓衝頭，重載冷鐓衝頭（tóu），中、厚（10～25mm）鋼板衝孔衝頭，直（zhí）徑＜5～6mm的小衝頭。

用（yòng）於（yú）各種（zhǒng）衝裁奧氏體鋼、彈簧鋼、高強鋼板的中、小型衝頭。

用於製作鋼件冷擠（jǐ）壓凸模時，硬度選用62～64HRC。

用於製（zhì）作擠壓溫度＞400℃的溫擠壓模中的凸、凹（āo）模時，硬度分別選用60～62HRC、62～64HRC。

用於製（zhì）作（zuò）不鏽鋼拉深模的凸模，要求硬度選用62～64HRC。

用於製作銅件冷（lěng）擠壓模凸模，推薦選用硬度60～62HRC，凹模（mó）硬度（dù）推（tuī）薦選用62～64HRC。

用於製作銅件冷擠壓（yā）模凸模，推薦選用硬度62～64HRC。

采用Cr6WV、Cr12MoV、Cr12等鋼製作的衝頭，硬度（dù）為61～66HRC，其使用

壽命（mìng）僅數十件，就呈現鐓粗以後的斷裂（liè）失效，在（zài）改用W18Cr4V高速鋼製作衝頭以後，其使用壽命（mìng）高於3000次。

粉末（mò）冶金壓（yā）模和各（gè）種（zhǒng）小型高使用壽命冷衝剪工（gōng）具等。

可以用製作在≤600℃工作的模具、工具。

冷鐓M10～M24螺母的五工序衝孔衝針（zhēn），使用壽命較低，采用強韌化（huà）熱（rè）處理規範，每（měi）件衝針可（kě）衝孔（kǒng）1.3萬件（jiàn）以上。

該鋼用於製作衝製電池（chí）鋅筒的衝棒，采用常規淬火、回（huí）火工藝（yì），每根衝棒隻能衝2萬（wàn）支，而（ér）改用低溫淬火+回火+氣體氮碳共滲工藝後，單頭可衝6萬支以上，雙頭可（kě）衝10萬支以上，比常規工藝處理的衝棒提高使用壽（shòu）命（mìng）3～5倍。

冷擠凸模采用高溫淬火（huǒ）等溫+高（gāo）溫回（huí）火規範（fàn），模具使用壽命（mìng）有過去的（de）幾百件提高到3萬件（jiàn）以上。

對W18Cr4V鋼冷擠（jǐ）壓啟動機齒輪模具，采用貝氏體等溫淬（cuì）火，模具使用壽命由幾百件提高到幾千件。

W18Cr4V鋼冷擠壓凸模經1280℃加熱，在260℃硝鹽中等溫4h，再空冷，並（bìng）進行正常回火三次。凸模硬度為62～64HRC，貝氏體約55%（體積分數），馬氏體35%（體積分（fèn）數（shù））。凸模使用壽命可提高1～2倍。

低（dī）溫淬（cuì）火+高溫回火用於12000KW發電機磁軛方推刀的熱（rè）處理，該模具截麵尺寸（45mm×70mm）-（45mm×70mm），長度320～600mm，切削部分硬度60～64HRC，導（dǎo）向部分長度為80～100mm，硬度40～45HRC。淬火過程中，預熱時導向部分朝上，將整個工件浸入鹽浴中，淬火加熱時，導向部分露（lù）出鹽（yán）浴。

用於高速（sù）耐熱耐磨刃具、模具、軋輥。

用於整（zhěng）體淬硬型塑料模具（jù）。

衝模經增碳（tàn）淬火處理（lǐ）後，表麵碳的質量分數增至0.9%～1.0%，使用壽命

比未（wèi）經（jīng）增碳處理的衝模提高一倍。

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