Z110WKCDV07 高速钢全面技术资料

一、牌号定位与标准对照

Z110WKCDV07(完整写法Z110WKCDV07-05-04-04-02)是法国 AFNOR/NF 标准体系下的钨钼系含钴超硬型高速工具钢(HSS-E),属于莱氏体钢,业内俗称"白钢""锋钢"。后缀数字即各合金元素含量代号:W7-Mo4-Cr4-V2-Co5。

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国际牌号对照关系非常清晰:中国GB W7Mo4Cr4V2Co5(统一数字代号 T77445,执行 GB/T 9943-2008)、美国AISI/ASTM M41(UNS T11341)、德国DIN S7-4-2-5 / 材料号 1.3246、ISO/ENHS7-4-2-5、日本近似SKH55(MH41)、俄罗斯Р6М5К5。因此国内外采购与替代有明确依据,图纸互换障碍小。

二、化学成分(wt%)

元素

范围

元素

范围

C

1.05–1.15

W

6.25–7.40

Si

0.15–0.50

Mo

3.25–4.25

Mn

0.20–0.60

V

1.75–2.25

Cr

3.75–4.50

Co

4.70–5.75

P、S

≤0.030

Ni≤0.30、Cu≤0.25(残余)

高碳保证马氏体基体硬度与碳化物总量;W、Mo 在 500–600℃ 回火时析出 M₂C 型碳化物产生二次硬化;V 形成高硬度 MC 碳化物提升耐磨性;Cr 保证淬透性;Co 是全盘固溶的"灵魂元素",提高基体高温强度与热导率、延缓碳化物聚集,直接带来红硬性跃升。

三、供应形式与交货状态

该钢供货形态齐全,覆盖用户提到的全部品类:

  • 线材/盘条:按 GB/T 14981,是制作小规格钻头、丝锥、立铣刀的主流原料形态;
  • 圆钢:Φ8–1200 mm(热轧、锻制、冷拉、剥皮、银亮),GB/T 702/905/908/3207;
  • 方钢、扁钢、六角钢:10–1000 mm;
  • 板材/薄板:厚度 0.08–200 mm(大厂可至 800 mm);
  • 锻件:轴类、环形件、圆盘、方块、筒体、冲头坯等异形锻件;
  • 带卷/钢带:0.03–16.0 mm;管材:外径 6–219 mm。

交货状态以退火态为主(也可退火后剥皮、轻拉、磨光、抛光,或按需求 Q+T 状态交货)。冶炼推荐电炉 + LF/VD/VOD 或电渣重熔(ESR),重要刀具建议指定 ESR 以控制碳化物偏析,并可要求 100% 超声波探伤。

四、热加工与热处理工艺

  • 锻造:热塑性较低,始锻温度宜控制在 1050–1100℃,终锻不低于 900℃,建议锻造比 8–10 以改善碳化物分布;锻后必须缓冷并及时退火。
  • 退火:730–840℃(通用 860–880℃)保温后缓冷,硬度 ≤269 HBW,便于机加工。
  • 淬火:必须分段预热(约 500–600℃、850℃ 两段),随后盐浴炉 1180–1200℃ 或箱式炉 1190–1210℃ 加热,油冷;亦可采用盐浴分级淬火或空冷。注意高温段需防氧化脱碳。
  • 回火(关键):三套等效规范——530–550℃ × 3 次 × 2 h;或 540–560℃ × 2 次 × 2 h;或 550–570℃ × 2 次 × 1 h。多次回火用于消除残余奥氏体、促成二次硬化。处理后硬度≥66 HRC,典型 66–69 HRC

五、机械性能与物理性能

项目

典型值

退火硬度

≤269 HBW(冷拉 +50 HBW 允许)

淬回火硬度

66–69 HRC

600℃ 高温硬度

约 52–55 HRC

650℃ 高温硬度

48–51 HRC

抗弯强度

2500–3000 MPa(68 HRC 时可达 2900–3500)

抗压强度

4000–4600 MPa

冲击吸收能量

0.23–0.35 J(韧性偏低)

密度

8.0–8.4 g/cm³

弹性模量

190–220 GPa(泊松比 0.27–0.30)

热导率

22–35 W/(m·K)

比热容 / 线膨胀系数

410–460 J/(kg·K) / (10.5–12)×10⁻⁶/K

电阻率 / 熔化开始温度

0.42–0.50 μΩ·m / 约 1360–1425℃

物理性能随成分波动与测试状态差异较大,属于典型值区间。

六、应用领域

1)难加工材料切削刀具是主战场:高温合金(如 Inconel 718)、钛合金、超高强度钢、淬硬钢用的钻头、铣刀、车刀、刨刀、拉刀、丝锥、齿轮滚刀与插齿刀,适用切削速度可达 80 m/min 以上。

2)冷作模具:冷挤压凹模与上下冲头、冷镦模、精密冲模、成形刀具,利用其高抗压强度与耐磨性

3)高端装备制造刀具:航空航天结构件与发动机部件加工、汽车变速箱齿轮刀具、石油钻具螺纹刀具等。

七、材料优势与选材建议

核心优势可概括为:①红硬性突出,600℃ 仍保持 52 HRC 以上,相对 M2 提升 40–50%,高温工况刀具寿命可达 M2 的 3–6 倍;②耐磨性好,碳化物体积分数约 10–14%;③抗压强度极高,刃口不易塑性变形;④导热性优于 M2 约 45–55%,切削热更易散出;⑤相比 M42(Co8)成本更低、可磨削性更好,是性能与性价比的均衡点。

需要注意的短板:冲击韧性偏低、易氧化脱碳、焊接性差(需激光焊或特殊钎焊)、热塑性低故锻造窗口窄、磨削加工性仅为 M2 的 50–60%(推荐 CBN 或优质刚玉砂轮、湿磨)。因此不宜用于承受强冲击的粗加工刀具,更适合连续切削、精加工与高寿命要求的复杂刃形刀具。