V4_瑞典一勝百粉末工具鋼_V4特性_V4應用_V4熱處理工藝

V4
瑞典一勝百粉末工具鋼
V4是瑞典一勝百高韌性粉末工具鋼，V4的合金成份十分均衡，并且由粉末冶金煉鋼技術煉制而成，因此具有與AISI D2鋼種相似的機械加工性能和熱處理工序。V4最大的優點是淬硬與回火時的尺寸穩定性比目前所有已知曉的高性能冷作工具鋼都好。這也意味著:V4非常適用于CVD涂層處理。

V4的特性
V4是一種鉻-鉬-釩合金鋼，其具有以下特性：
高耐磨性
高抗壓強度
良好的整體淬透性
良好的韌性
淬火、回火后優良的尺寸穩定性
良好的抗回火軟化性

V4的化學成分%
C1.5；Si1.0；Mn0.4；Cr8.0；Mo1.5；V4.0
出廠狀態  軟化退火至約235HB

V4的應用
V4特別適用于那些因粘著磨損或崩角引起失效的場合，即：
被加工材料軟而粘，如奧氏體不銹鋼、低碳鋼、銅、鋁等。
被加工材料較厚。
例如：
沖切及成型
精沖
冷擠壓
粉末壓制
刀具
拉深
精沖加工，尤其被加工材料較厚時，對模具的耐磨性和韌性要求很高。用此種V4鋼模具精沖5毫米厚板材料，可獲得極好的效果。

V4的物理性能
溫度               20℃       200℃         400℃                        
密度kg/m3          7600        ---            ---          
彈性系數N/mm2    200000     185000        170000                         
熱膨脹系數由20℃起  ---       10.8×10-6     11.9×10-6     
熱傳導系數W/m℃    26         27            28.5
比熱J/kg℃          460         ---            ---

V4的沖擊韌性
下圖是V4經不同溫度回火后，在室溫下的沖擊韌性值。樣品尺寸：7×10×55毫米，無缺口樣品。淬硬溫度：1020℃  空冷，回火兩次。

V4的熱處理工藝
軟化退火
在保護氣氛中加熱至900℃均熱后，于爐中以每小時10℃的速度，冷卻至650℃，然后空冷。
消除應力                                                     
鋼材經過粗加工后，欲消除加工殘留應力，則須將鋼材加熱至650℃，均熱兩小時，再于爐中緩冷至500℃，然后放于空氣中冷卻。
硬化（淬硬）處理
預熱溫度：600-700℃
奧氏體化溫度：980-1100℃，常用溫度為1020℃。厚度>70毫米的模具，應選用1060℃，保持時間：30分鐘。
注意：保持時間=當鋼材中心點達到奧氏體化溫度后，再需要保持的時間。保持時間少于30分鐘將引致硬度下降。
在硬化過程中，須保護模具以避免氧化及脫碳。
淬冷介質
在真空爐中，以高速及足夠正壓的氣體冷卻。
在500-550℃的鹽浴爐或流動粒子爐中，分級淬火，然后在空氣中冷卻。
注意1：當鋼材溫度降至50-70℃時，必須馬上進行回火。
注意2：為了要使模具獲得最適應的性能，在可接受的變形范圍內，冷卻速率越快越好。
注意3：當模具壁厚超過70毫米時，應在分級淬火后再用高速氣體冷卻。
回火
參照回火曲線圖，不同的硬度應選擇不同的回火溫度。模具應進行兩次回火，而每次回火后都必須冷卻至室溫。最低回火溫度是180℃，保持時間至少兩小時。為避免模具韌性降低，不應在470-520℃之間進行回火。
深冷處理
模具若需獲得穩定的尺寸，可依下列方法作深冷處理：
淬冷后立即深冷至-70至-80℃之間，保持1~3小時，然后進行回火。深冷處理會使硬度提高約1HRC。形狀復雜的模具不應深冷，以避免模具破裂。

V4的氮化處理
氮化處理可形成高硬度的表面硬化層，其具有很好的耐磨性和抗侵蝕性。
V4通常以525℃左右高溫回火，所以氮化溫度不應超過500-525℃，因此最好采用離子氮化方式進行氮化處理。
V4氮化后的表面硬度約為1250HV0.2kg,氮化層深度應根據實際應用而決定。

V4的電火花加工---EDM
如果鋼材在硬化及回火后需進行EDM加工，應采用“幼電加工”，即：低電流，高頻率。為提高摸具性能，經電火花加工后的表面應進行研磨或拋光去除表面白層，然后以比原先回火溫度低25℃的溫度再回火一次。
當大型尺寸或形狀復雜的V4進行電火花加工前，應選用500℃以上的高溫回火溫度。

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資料來源：瑞典一勝百工具鋼
編輯整理：無錫市瀚超特殊鋼有限公司

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