国标W10Mo4Cr4V3Co10高速工具钢的主要成分(质量百分比)如下:
### 碳(C)
含量范围:0.90% - 1.05%。
作用:碳是高速工具钢中形成碳化物的关键元素。它与其他合金元素(如钨、钼、钒等)结合形成各种硬质碳化物,这些碳化物均匀分布在钢基体中,显著提高钢的硬度和耐磨性。例如,在切削加工过程中,高硬度的碳化物能够抵抗刀具与工件之间的摩擦,减少刀具的磨损,从而延长刀具的使用寿命。
### 钨(W)
含量范围:9.00% - 11.00%。
作用:钨在高速工具钢中主要以WC(碳化钨)碳化物形式存在。WC具有高硬度和高熔点的特性,能够有效提高钢的红硬性和热稳定性。在高速切削时,刀具因摩擦会产生大量热量,钨的存在使得刀具在高温下仍能保持良好的硬度和强度,减少热变形和磨损,确保切削精度和效率。例如,在加工高温合金等难加工材料时,含钨的W10Mo4Cr4V3Co10高速工具钢刀具能够在高温下稳定切削。
### 钼(Mo)
含量范围:3.50% - 4.50%。
作用:钼能形成硬质碳化物(如Mo₂C),进一步提高钢的硬度、耐磨性和热强性。同时,钼还可以细化晶粒,改善钢的韧性和强度。例如,在模具制造中,钼元素有助于提高模具的抗热疲劳性能,使模具在反复加热和冷却过程中不易开裂,延长模具的使用寿命。
### 铬(Cr)
含量范围:3.50% - 4.50%。
作用:铬能提高钢的淬透性,保证钢在淬火时获得均匀的马氏体组织,从而提高钢的硬度和强度。此外,铬在钢表面能形成致密的氧化膜,提高钢的抗氧化性,使刀具在高温下不易被氧化和腐蚀。
### 钒(V)
含量范围:2.50% - 3.20%。
作用:钒可以细化晶粒,显著提高钢的韧性和强度。同时,钒形成的细小而稳定的VC(碳化钒)碳化物具有极高的硬度和稳定性,进一步增强钢的耐磨性和红硬性。
### 钴(Co)
含量范围:9.00% - 11.00%。
作用:钴主要起到强化基体的作用,能够显著提高钢的高温硬度和热稳定性。在高速切削时,钴使钢在高温下仍保持较高的硬度,减少刀具的磨损和变形,确保刀具在高速切削条件下的切削性能和加工精度。例如,在航空航天领域加工高强度、高硬度的钛合金等材料时,含钴的W10Mo4Cr4V3Co10高速工具钢刀具能够在高温下保持良好的切削性能。