高速钢钢板作为高速工具钢(HSS)的核心成型形态,凭借可定制化规格、稳定的力学性能及优异的加工适配性,成为精密切削工具、高端模具制造的关键基材。本文结合浙江国力工具有限公司(下称 “国力工具”)19 年高速钢钢板生产实践,从技术参数、制造工艺、应用场景到选型建议,系统梳理其技术特性,为行业技术人员提供参考。
一、高速钢钢板核心定义与技术参数
高速钢钢板是通过轧制、锻打等工艺将高速钢坯料加工成扁平状的产品,需同时满足 “高速钢材质特性” 与 “钢板形态精度要求”,其核心技术参数直接决定后续加工性能,关键指标如下:
1. 材质与成分参数(依据国力工具材质表)
高速钢钢板的性能核心源于合金成分,不同钢号对应差异化成分配比,适配不同工况需求,主流材质参数如下表:
钢号(中 / 美标) | 碳(C)含量(%) | 关键合金元素含量(%) | 交货硬度(HRC) | 红硬性(℃/HRC) | 执行标准 |
W18Cr4V/T1 | 0.70-0.80 | W:17.5-19.0,Cr:3.8-4.4 | ≤28 | 600/≥60 | GB/T1299-2000 |
W6Mo5Cr4V2/M2 | 0.80-0.90 | W:5.6-6.5,Mo:4.6-5.0 | ≤28 | 600/≥62 | GB/T1299-2000 |
W6Mo5Cr4V2Co5/M35 | 0.85-0.95 | Co:4.6-5.0,V:1.7-2.1 | ≤30 | 650/≥62 | GB/T1299-2000 |
W4Mo3Cr4VSi/4341 | 0.90-1.00 | Si:0.8-1.2,Mo:2.8-3.4 | ≤28 | 600/≥61 | 企业定制标准 |
其中,M2(W6Mo5Cr4V2)钢号为国力工具主力产品,因钨钼复合强化设计,兼顾红硬性与成本,占其高速钢钢板年产量的 60% 以上,可满足 80% 以上通用切削工具制造需求。
2. 形态与精度参数
高速钢钢板按成型工艺分为冷轧、热轧、锻打三类,对应不同厚度范围与精度要求,具体规格如下:
成型工艺 | 厚度范围(mm) | 宽度范围(mm) | 长度范围(mm) | 平面度(mm/m) | 表面粗糙度(Ra/μm) | 适用场景 |
冷轧 | 1.0-2.5 | 100-600 | 200-2000 | ≤0.5 | ≤1.6 | 薄刃工具(精密锯片、薄刨刀) |
热轧 | 2.55-12.0 | 150-800 | 300-3000 | ≤1.0 | ≤3.2 | 常规刀具(铣刀基材、钻头坯料) |
锻打 | 20.0-100.0 | 200-1000 | 500-5000 | ≤2.0 | ≤6.3 | 重型模具(冷挤压模块、厚刃工具) |
注:国力工具可根据客户需求定制特殊规格,如宽度 1200mm 的热轧板、厚度 120mm 的锻打板,定制周期≤15 天。
二、高速钢钢板核心制造工艺:从钢坯到成品的精度管控
高速钢钢板的性能稳定性依赖全流程工艺管控,国力工具采用 “冶炼 - 成型 - 热处理 - 精整 - 检测” 五步工艺体系,关键技术要点如下:
1. 冶炼:奠定材质基础
采用电弧炉 + LF 精炼炉双联冶炼工艺(高端产品用粉末冶金),控制要点包括:
成分均匀性:通过 LF 炉精炼调整合金元素偏差≤0.05%,避免碳化物偏析;
纯净度:真空脱气处理,使氧含量≤20ppm,氮含量≤15ppm,减少内部气孔缺陷;
粉末冶金工艺(M35 等高端钢号):将钢水雾化成粉末,再热压成型,碳化物颗粒尺寸控制在 1-3μm,较传统冶炼工具寿命提升 30% 以上。
2. 成型:保障形态精度
冷轧工艺:采用四辊可逆冷轧机,道次压下率控制在 15%-20%,中间退火消除应力,确保厚度公差≤±0.03mm;
热轧工艺:加热温度 1150-1200℃,终轧温度 850-900℃,轧后空冷,避免晶粒粗大;
锻打工艺:采用水压机分段锻打,每道次变形量 20%-30%,锻后缓冷,提升材料致密度(≥7.85g/cm³)。
3. 热处理:赋予核心性能
采用 “三段式热处理” 工艺,针对钢板形态优化参数,防止变形开裂:
预热:分两段预热(500-600℃→800-850℃),每段保温 2-3h,降低热应力;
淬火:采用连续式真空炉,升温速率≤10℃/min,保温时间按厚度计算(1.5min/mm),淬火冷却采用等温油冷(150-200℃),减少变形;
回火:560℃保温 1.5h,重复 3 次,最终硬度控制在 HRC60-67(根据钢号调整),确保红硬性达标。
4. 检测:全项质量把控
配备德国直读光谱仪、金相显微镜、数显硬度计、平面度检测仪等设备,检测项目包括:
化学成分:光谱分析全元素含量,偏差符合 GB/T1299-2000 要求;
显微组织:金相检测碳化物分布,不允许出现鱼骨状共晶莱氏体;
力学性能:硬度检测(每批次抽样≥5 点)、冲击韧性(高端钢号必检);
外形精度:平面度、厚度公差逐张检测,不合格品率≤0.5%。
三、高速钢钢板行业应用场景:按工况匹配选型
不同规格、材质的高速钢钢板,适配差异化应用场景,结合国力工具客户案例,典型应用如下:
1. 金属切削工具领域(占比 65%)
高速圆锯片:选用冷轧 M2 钢板(厚度 1.2-2.0mm),表面镀棕色涂层(硬度提升 HRC3-5),切割碳钢、合金钢时,锯切效率较普通钢板提升 25%,寿命延长 1.5 倍;
铣刀 / 钻头基材:选用热轧 M2 钢板(厚度 3.0-8.0mm),热处理后硬度 HRC62-64,可加工硬度≤HRC30 的金属材料,适用于汽车零部件、机械配件加工;
重型车刀:选用锻打 M35 钢板(厚度 15-30mm),红硬性 650℃≥HRC62,可加工高温合金、不锈钢等难切削材料,适配航空航天部件加工。
2. 模具制造领域(占比 20%)
冷挤压模具:选用锻打 W6Mo5Cr4V2Co2 钢板(厚度 20-50mm),韧性≥25J/cm²,可承受冷态挤压压力≥800MPa,适用于螺栓、螺母冷镦模具;
精密模具镶块:选用冷轧 M2 钢板(厚度 2.5-5.0mm),平面度≤0.3mm/m,加工精度可达 IT5 级,适配电子元器件、精密零件成型模具。
3. 木工机械领域(占比 15%)
木工刨刀:选用热轧 W4Mo3Cr4VSi 钢板(厚度 3.0-6.0mm),Si 元素提升抗氧化性,表面镀工业钛涂层,刨削硬木(如红木、橡木)时,刃口磨损率降低 40%,寿命较普通工具钢刨刀延长 50%;
木工锯片:选用冷轧 M2 钢板(厚度 1.0-1.8mm),柔韧性好,锯切时不易崩刃,适用于家具制造、建筑装饰行业。
四、高速钢钢板选型建议:技术参数匹配工况需求
技术人员选型时,需从 “工况要求 - 材质选择 - 规格确定” 三步入手,避免错选导致成本浪费或性能不足:
1. 按加工材料硬度选型
加工材料硬度≤HRC25(如低碳钢、铝合金):选 M2 钢板(成本适中,性价比高);
加工材料硬度 25-40HRC(如中碳钢、不锈钢):选 M35 钢板(含钴,红硬性更优);
加工材料硬度>40HRC(如高温合金、工具钢):选 M42 钢板(高钴含量,硬度 HRC65-67)。
2. 按工具类型选型
薄刃工具(锯片、薄刨刀):选冷轧钢板(厚度 1.0-2.5mm,平面度好,加工精度高);
常规工具(铣刀、钻头):选热轧钢板(厚度 2.55-12.0mm,成本低于冷轧,满足通用需求);
重型工具 / 模具(厚刃车刀、冷挤压模具):选锻打钢板(厚度≥20mm,致密度高,承载能力强)。
3. 按使用环境选型
高温环境(如连续切削):选含钴钢号(M35、M42),红硬性更优;
潮湿 / 腐蚀环境(如不锈钢加工):选硅强化钢号(W4Mo3Cr4VSi),抗氧化性强;
高精度要求(如精密模具):选冷轧钢板,平面度≤0.5mm/m,确保加工精度。
五、技术升级方向:高速钢钢板的未来发展
随着制造业向 “高精度、高效率、低损耗” 转型,高速钢钢板技术升级聚焦三大方向:
材质优化:研发低钴、无钴高速钢(如用 Nb、Ti 替代部分 Co),在保证性能的同时降低成本,响应环保要求;
涂层技术:推广 AlCrN、TiSiN 等高端涂层,使钢板表面硬度提升至 HV3000 以上,摩擦系数降低至 0.2 以下,进一步延长工具寿命;
定制化服务:国力工具已实现 “材质 - 规格 - 热处理” 全流程定制,可根据客户工具设计图纸,提供预成型钢板(如预铣槽、预钻孔),缩短客户加工周期 30% 以上。
作为 ISO9001 认证企业,国力工具的高速钢钢板已通过 SGS、BV 等国际检测,远销 30 多个国家,可通过电话 0578-3156703(董小姐 13626789233)获取技术参数表或定制方案,为工具制造企业提供稳定可靠的基材支撑。