W2Mo9Cr4V2高速工具钢是一种具有优异性能的高速钢,在工业生产中有着广泛的应用。以下是对其的详细介绍:
### 1. 化学成分
W2Mo9Cr4V2高速工具钢的化学成分(质量分数%)大致如下:
- **碳(C)**:0.85 - 0.95。碳是形成碳化物的关键元素,能提高钢的硬度和耐磨性。
- **钨(W)**:1.40 - 2.00。钨能形成高硬度、高熔点的碳化物,显著提高钢的红硬性和热硬性,使刀具在高温下仍能保持良好的切削性能。
- **钼(Mo)**:8.50 - 9.50。钼可提高钢的红硬性、细化晶粒,增强钢的韧性和强度,与钨协同作用提升综合性能。
- **铬(Cr)**:3.50 - 4.00。铬能提高钢的淬透性、抗氧化性和耐腐蚀性,有助于形成均匀的马氏体组织,增加钢的硬度和强度。
- **钒(V)**:1.75 - 2.25。钒能形成细小、弥散分布的碳化物,产生二次硬化效果,进一步提高钢的硬度和耐磨性,同时细化晶粒改善韧性。
### 2. 性能特点
#### 2.1 高硬度和耐磨性
通过合理的化学成分设计和热处理工艺,W2Mo9Cr4V2高速工具钢具有较高的硬度,在淬火和回火后硬度可达63 - 66HRC。这种高硬度使其在切削过程中能够保持锋利的切削刃,有效抵抗磨损,延长刀具的使用寿命。例如,在加工硬度较高的合金钢、不锈钢等材料时,W2Mo9Cr4V2刀具能够保持良好的切削性能,减少刀具的磨损和更换频率。
#### 2.2 良好的红硬性
红硬性是高速工具钢的重要性能指标之一,指的是钢在高温下仍能保持高硬度的能力。W2Mo9Cr4V2高速工具钢中的钨、钼等合金元素赋予了它良好的红硬性,使其在高温切削时不易软化。在高速切削过程中,刀具刃部温度会急剧升高,而W2Mo9Cr4V2钢能够在600℃左右的高温下仍保持较高的硬度,保证了刀具的切削性能和加工精度。
#### 2.3 较高的韧性
该钢种在具有高硬度和红硬性的同时,还具备较高的韧性。这是由于钼、钒等元素的细化晶粒作用以及合理的热处理工艺,使得钢的韧性得到了改善。较高的韧性使刀具在承受较大切削力或冲击载荷时不易断裂,提高了刀具的可靠性和稳定性。例如,在断续切削或加工带有硬皮的工件时,W2Mo9Cr4V2刀具能够承受切削过程中的冲击和振动,保持正常的切削工作。
### 3. 热处理工艺
W2Mo9Cr4V2高速工具钢的热处理工艺通常包括淬火和回火两个主要步骤:
- **淬火**:淬火温度一般在1180 - 1220℃之间,油冷淬火。淬火的目的是使钢中的合金元素充分溶解于奥氏体中,形成均匀的奥氏体组织,为后续的回火处理提供良好的组织基础。
- **回火**:回火温度通常在540 - 580℃之间,进行多次回火。回火的目的是消除淬火应力,稳定组织,提高钢的韧性和硬度。通过多次回火,钢中的碳化物会进一步弥散析出,产生二次硬化效果,提高钢的综合性能。
### 4. 应用领域
W2Mo9Cr4V2高速工具钢主要用于制造各种切削刀具,如钻头、铣刀、丝锥、铰刀等。由于其优异的性能,适用于加工各种难切削材料,如高强度合金钢、不锈钢、耐热合金等。此外,该钢种还可用于制造冷作模具、热作模具等模具工具,以及一些要求高硬度、高耐磨性的机械零件。
### 5. 加工注意事项
在加工W2Mo9Cr4V2高速工具钢时,由于其硬度较高,需要采用合适的加工工艺和刀具。在切削加工时,应选择合适的切削参数,如切削速度、进给量和切削深度等,以避免刀具过度磨损和损坏。同时,在加工过程中要注意冷却和润滑,以降低切削温度,提高加工表面质量。