W18Cr4V材料（liào）

W18Cr4V鋼是W係高速工具鋼。該鋼具有高強度、高抗壓（yā）性、高熱穩（wěn）定（dìng）性和（hé）高硬度及高（gāo）溫硬度，該鋼的熱硬性很高，耐（nài）磨性較好，耐回火性（xìng）好，淬硬深度大，承載能力居各種模具鋼之首。但韌性、可加工性和導熱性較差，淬火不變形性中等。該（gāi）鋼成本高、製造工藝不佳，熱處理工藝複雜、淬火、回火（huǒ）以後的零件變形難以控製。但在使用中發（fā）現該（gāi）鋼脆較大，易產生崩刃現像，其（qí）主要（yào）原（yuán）因是碳化物不（bú）均勻性較大。

   高速鋼鍛（duàn）造以後必須經過球化退火，有利於切削加（jiā）工（gōng）。返修（xiū）工件（jiàn）在第二（èr）次淬火前也要進行（háng）球化退火，否則，第二（èr）次淬火加熱時，晶粒將過分長大而使工件變脆。

   冷（lěng）壓毛坯化處理工藝，采用上限溫度加（jiā）熱，分鍛等溫，再（zài）附加等溫回火過程。

   高速鋼（gāng）在淬火時要（yào）進行兩（liǎng）次（cì）預熱，原因在於高速鋼中含（hán）有大量合金元素，導熱性（xìng）較差，以免（miǎn）引起工件變形或開裂，特別是（shì）大型複雜（zá）工件則更為突出。通過事先預熱，可縮短在高溫處理停留的時間，減少氧化脫碳及過熱的危險性。

   高速鋼中含（hán）有大量難溶的合金碳化物，淬火加熱，溫（wēn）度必須足夠高，才可使合金碳化物溶解到奧氏體中，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。對高速鋼熱（rè）硬（yìng）性影響最（zuì）大（dà）的合金元素（sù）的含量才足夠高，鋼才會具有高的熱硬性。對高速鋼熱硬性影響最大的合金（jīn）元素是W、Mo及V，隻有在（zài）1000℃以（yǐ）上時，其溶解量（liàng）才急劇增加（jiā）。當溫度≥1300℃時（shí），各元素的溶解量雖然還（hái）有增加但奧氏（shì）體晶粒則急（jí）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（jiàng）。對高速（sù）鋼來說（shuō），合適的晶粒度為9.5～10.5級。

    淬火溫度對該鋼（gāng）的性（xìng）能影響較大，淬火溫度上升（shēng），則耐磨性、抗壓性、熱穩（wěn）定性提高，鋼的韌性隨溫度的下降而增高。1230～1250℃淬火加熱出現抗彎強度的峰值（zhí），在550～570℃回火後具有最佳的綜合力（lì）學性能。表麵（miàn）脫碳層還明顯地加劇該鋼淬裂和磨裂敏感傾向。

   淬火冷卻通常在油中（zhōng）進行，但對形狀（zhuàng）複（fù）雜（zá）、細長杆狀或（huò）薄片零件可采用分級（jí）淬（cuì）火和等溫淬火等方法。分級（jí）淬火後使殘留奧氏體積分數（shù）增加20%～30%，使工件變形、開裂傾向傾向減小，強度、韌性提高。油淬及分級淬火後的組織為馬氏體+碳化物+殘留奧氏體。等溫淬火以後，與分級淬火相比，其主要淬火後的組織中除馬氏體、碳化（huà）物、殘留奧氏體外，還含有下貝氏體。等溫淬火可（kě）進一步減小工件變形，並提高（gāo）韌性。

   進行分級淬火時，如果在分（fèn）級溫（wēn）度停留時（shí）間過長，就（jiù）可（kě）能會大量析（xī）出二次碳（tàn）化物。等溫淬火後所需時間（jiān）一般較長，隨等溫時間不同，所獲得的貝氏體數量不同，在生產中通常（cháng）隻能獲得體積分數為40%的貝氏體，而等溫（wēn）時間（jiān）過長（zhǎng）可顯著增加殘留奧（ào）氏體量。這需要在等溫（wēn）淬火後進地冷處理或采用多（duō）次回火來消除殘留（liú）奧氏體，否則將會影響回火後鋼的硬度及熱處理質量。

   為了（le）消除火應力、穩定組織、減少殘留奧氏（shì）體量、達到所需要的性能，高（gāo）速鋼一般（bān）要進行三次560℃的高溫回火處理。高速鋼的回火轉（zhuǎn）變比較複（fù）雜。在回火過程中馬氏體和殘留奧氏體發生變化（huà），過剩碳化物在回火時不發生變化。

W18Cr4V供貨狀（zhuàng）態

退火（huǒ）態溫度（dù）≤255HBW，其他加工狀態（tài）硬度（dù）≤269HBW。

W18Cr4V化學成分

根據標準YB/T 4146-2006，該鋼的化學成分（質量分數）：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（liào）

中國GB標（biāo）準牌號W18Cr4V、中國台灣CNS標準牌號SKH2、俄羅斯гост標準牌號P18、德國DIN標準材料編號1.3355、德國DIN標準牌號S18-0-1、英（yīng）國BS標準牌號BT1、法國AFNOR標準牌號Z80WCV、法國NF標準牌號18-04-01、意（yì）大利UNI標準牌號X75W18KU、西班牙UNE標準牌號HS18-0-1、日本JS標準牌號SKH2、美國ASIS/SAE標準牌號T1、瑞典SS標準牌號（hào）2750、美國UNS標準牌號T12002、韓國KS標準牌號SKH2、國際標（biāo）準化組織（zhī）（ISO）牌號HS18-0-1。

W18Cr4V臨界點溫度（近似值）

Ac₁=820℃，Ac₃=1330℃、Ar₁=760℃。

W18Cr4V軟化（huà）退火規（guī）範

退火溫度860～880℃，保溫2h，再以20～30℃/h的冷速隨爐冷卻到500～600℃，硬度≤227HBW。

W18Cr4V冷壓毛坯（pī）軟化處理規範

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

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

   W18Cr4V普（pǔ）通退火規範

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

   退火周期很長，時間達20～40h或者10～25h。

   W18Cr4V等溫球化退火規範

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

   W18Cr4V等溫退火規範

   退火（huǒ）溫度860～880℃，保（bǎo）溫2h，爐冷（lěng）至740～760℃，保溫2～4h，再爐冷至500～600℃，出爐空冷，硬度≤255HBW。

   W18Cr4V快速退火規範

   工件隨爐升溫升到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（yǐ）40～60℃/h的冷卻速度爐冷至780～800℃，然後按30～40℃/h的冷卻速度（dù）爐冷至600～650℃，出爐空冷。

   快速（sù）退火可代替常規退火工（gōng）藝（yì）用於高速鋼鑄造毛坯、焊接毛坯和返（fǎn）修工（gōng）具淬火前的退火，顯著縮短熱處理周期，減少能耗，提高工具的使用壽命20%～30%。

   W18Cr4V循還退火規範

   退火溫度上限為840℃，退火溫度下限為680℃，經三次循環退火。鋼棒（bàng）直徑為φ20mm時，加（jiā）熱時間為10min。

   循環退火可（kě）代替普（pǔ）通等溫退火，對模具毛坯進行預先（xiān）熱處理，可（kě）縮短加熱保溫時間細化奧氏體晶粒（lì），改善組織，提高鋼的強度、韌性和高速鋼焊接工具的強度（dù），有利於消除淬火過熱，防止（zhǐ）晶粒異常長大和形成萘狀組織，有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（dào）（740±10）℃，回火（huǒ）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（huǒ）溫度1200～1240℃，油冷，硬度≥60HRC，回火溫度560～580℃。

W18Cr4V模具（jù）鋼淬火、回火規範

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

   用（yòng）作冷的（de）模具鋼時，淬火溫度1200～1240，保溫時間15～20s/mm。

W18Cr4V低溫淬火加回火規範

預熱溫度：第一次低溫（wēn）（560±10）℃，第二次中溫800～850℃轉入高溫（wēn）鹽浴中加熱加熱溫度1250～1260℃，加熱時（shí）間按10s/mm計算，保溫後入（280±30）℃硝鹽浴，停留2～5min，空冷到室溫，然後在（560±10）℃連續回火（huǒ）三次，每（měi）次1.5～2h，硬度62～64HRC。

W18Cr4V真空淬火（huǒ）、回火規範

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

   預熱溫度：第一（yī）次500～550℃，第二次800～820℃，真空度0.1Pa，淬火（huǒ）溫（wēn）度1240～1300℃，真空度1～10Pa，油或N₂氣冷（lěng）卻（què），回火溫度540～600℃，硬度62～66HRC。

   W18Cr4V氣（qì）體滲氮和氣體氮碳共滲規（guī）範

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

   2）技術要求：硬度＞1000HV，滲層深（shēn）度0.05～0.07mm，滲氮（dàn）溫度（dù）540℃，氣體比例：氨氣40%，載氣（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+去氫處理（lǐ）

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

   2）去（qù）氫處理（lǐ）：250～300℃×2h，氮碳共滲層深度≥0.08mm，表麵硬度950HV0.1,心部硬度60～62HRC。

   W18Cr4V冷（lěng）擠凸模高溫、等溫淬火+高溫回（huí）火規範

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

   W18Cr4V滾絲模推薦（jiàn）熱處理工藝

   840～860℃預熱，保溫時（shí）間按40s/mm計算（suàn），1220～1240℃加熱，加熱時間按20s/mm計算。先於580～620℃分級（按20s/mm），再入260～280℃硝（xiāo）鹽中等溫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，加熱時間按8～15s/mm計（jì）算。550～570℃等溫（按30s/mm計算（suàn）），空（kōng）冷，550℃×1h×3次回火（huǒ）。硬度59～61HRC。

W18Cr4V貝氏體（tǐ）等溫淬火

810～830℃預熱，保溫時間按20s/mm計算，1230～1250℃加熱，加熱時間按10～15s/mm計算；淬火（huǒ）入810～830℃鹽浴中5～8s，在260～300℃等（děng）溫3h，空冷至室溫，（560±10）℃×1.5h×4次回火。硬度62HRC。

W18Cr4V低溫淬火+高溫回火

850～860℃預熱，保溫時間按30～40s/mm計算，鹽浴（yù）爐加熱，淬火溫（wēn）度1240～1250℃，保溫時間按6～10s/mm計算，鹽浴冷（lěng）卻溫（wēn）度580～620℃，保溫2h，580～590℃×1h，550℃×1h×2次回火，硬度62～62.5HRC。

W18Cr4V衝孔模增碳淬（cuì）火規範

選用粒度5～10mm的木炭，加入（rù）Na₂CO₃（木碳與（yǔ）Ma₂CO₃比例為9：1）充分混合，將衝模直接插入滲碳箱內，密封後於500℃入爐，升溫至820℃保溫1h，然（rán）後加熱至1000℃保溫2h。

   最後加熱至1150～1160℃，短時保溫，開箱（xiāng）淬入熱油，在200℃左右出爐（出油時掌握工件隻能冒煙（yān）不燃燒），帶溫於560℃進行90min三次回火。

W18Cr4V用途

冷擠（jǐ）壓衝頭，重載冷鐓衝頭，中、厚（10～25mm）鋼板衝孔衝頭，直徑＜5～6mm的小衝頭。

用於各種衝裁奧氏（shì）體鋼、彈簧鋼、高強鋼板的中（zhōng）、小型衝頭。

用於製作鋼件冷擠壓凸模時，硬度選用62～64HRC。

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

用於製作不鏽鋼拉深模的凸模，要求硬度選用62～64HRC。

用於製作銅件冷擠壓模凸模，推薦選用硬度（dù）60～62HRC，凹（āo）模硬度推薦選用62～64HRC。

用（yòng）於製作銅件冷（lěng）擠壓模凸模，推薦選用硬度62～64HRC。

采用（yòng）Cr6WV、Cr12MoV、Cr12等鋼製作的衝頭，硬（yìng）度為61～66HRC，其使用

壽命僅（jǐn）數十件，就呈現鐓粗（cū）以後的斷裂失效，在改用W18Cr4V高速鋼製作衝（chōng）頭以後，其使用壽（shòu）命（mìng）高於3000次（cì）。

粉末（mò）冶金壓模和各種小型高使用壽命冷衝（chōng）剪工具等。

可以用製作在≤600℃工作的（de）模具、工具。

冷鐓M10～M24螺母的五工序衝孔衝針，使用壽命較低，采用強韌化熱處理規範，每件衝針可衝孔1.3萬件以上（shàng）。

該鋼用於製作衝製電池（chí）鋅筒的衝（chōng）棒，采用常規淬火、回火工藝，每（měi）根衝棒隻能（néng）衝（chōng）2萬（wàn）支，而（ér）改用低溫淬火+回火+氣體氮碳共滲（shèn）工藝（yì）後，單頭可衝6萬支以上，雙頭可衝10萬支以上（shàng），比常規工藝處（chù）理的衝棒提（tí）高（gāo）使用壽命3～5倍。

冷擠凸（tū）模采用高（gāo）溫（wēn）淬火等（děng）溫+高溫回火規範，模具使用（yòng）壽（shòu）命有過去的幾百件（jiàn）提高到3萬件以上。

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

W18Cr4V鋼冷擠壓凸（tū）模經1280℃加熱，在260℃硝鹽中等（děng）溫4h，再（zài）空冷，並進行正常回火三次。凸模硬度為62～64HRC，貝（bèi）氏體約55%（體（tǐ）積分數），馬氏體35%（體積分數）。凸模使用壽命可提高1～2倍。

低（dī）溫淬火+高溫回（huí）火用於（yú）12000KW發電機磁軛方推刀的熱處理（lǐ），該模具（jù）截麵尺寸（45mm×70mm）-（45mm×70mm），長度320～600mm，切削部分硬度60～64HRC，導向部分（fèn）長度為80～100mm，硬度40～45HRC。淬火過程（chéng）中，預熱時（shí）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）出鹽浴。

用於高速耐熱耐磨刃（rèn）具（jù）、模具、軋（zhá）輥。

用（yòng）於整體淬硬型塑料模具。

衝模經增碳淬火處理後，表麵碳的質量分（fèn）數增至0.9%～1.0%，使用壽（shòu）命

比未經增（zēng）碳處理的衝模提高（gāo）一倍。

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