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高速鋼是一種含多量碳(C)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釩(V)等元素的高合金鋼，熱處理後具有高熱硬性。當切削溫度高達600℃以上時，硬度 仍無明顯下降，用其製造的刀具切削速度可達每分鐘60米以上，而得其名。高速鋼按化學成分可分為普通高速鋼及高性能高速鋼，按製造工藝可分為熔煉高速鋼及 粉末冶金高速鋼。

普通高速鋼
高速鋼是製造形狀複雜、磨削困難的刀具的主要材料。
普通高速鋼可滿足一般需求。常見的普通高速鋼有兩種，鎢系高速鋼和鎢鉬系高速鋼。

鎢系高速鋼
典型牌號為w18Cr4V，熱處理硬度可達63-66HRC，抗彎強度可達3500MPa，可磨性好。

‧ 鎢鉬系高速鋼
典型牌號為W6Mo5Cr4V2，目前正在取代鎢系高速鋼，具有碳化物細小分佈均勻，耐磨性高，成本低等一系列優點。熱處理硬度同上，抗彎強度達 4700MPa，韌性及熱塑性比w18Cr4V提高50％。常用於製造各種工具，例如鑽頭、絲錐、銑刀、鉸刀、拉刀、齒輪刀具等，可以滿足加工一般工程材 料的要求。只是它的脫碳敏感性稍強。

另一牌號的普通高速鋼為W9Mo3Cr4V，這是中國近幾年發展起來的新品種。強度及熱塑性略高於 W6Mo5Cr4V2，硬度為HRC63-64，與韌性相配合，容易軋制、鍛造，熱處理工藝範圍寬，脫碳敏感性小，成本更低。這三個牌號的普通高速鋼在中 國市場的比例分別為:W18Cr4V，16.5％； W6Mo5Cr4V2, 69％;W9Mo3Cr4V,11％。

高性能高速鋼
高性能高速鋼具有更好的 硬度和熱硬性，這是通過改變高速鋼的化學成分，提高性能而發展起來的新品種。它具有更高的硬度、熱硬性，切削溫度達攝氏650度時，硬度仍可保持在 60HRC以上。耐用性為普通高速鋼的1.5-3倍，適用於製造加工高溫合金、不銹鋼、鈦合金、高強度鋼等難加工材料的刀具。
主要品種有4種，分別為高碳系高速鋼、高釩系高速鋼、含鈷系高速鋼和鋁高速鋼。

‧ 高碳系高速鋼
牌號為9w18Cr4V，因含碳量高(0.9％)，故硬度、耐磨性及熱硬性都比較好。用其製造的刀具在切削不銹鋼、耐熱合金等難加工材料時，壽命顯著提高，但其抗彎強度為3000MPa，衝擊韌性較低，熱處理工藝要求嚴格。

‧ 高釩系高速鋼
牌號有W12Cr4V4Mo及W6Mo5Cr4V3(美國牌號M3)，含釩量達3-4％，使耐磨性大大提高，但隨之帶來的是可磨性變差。高釩系高速鋼的使用及發展還需要依賴於磨削工藝及砂輪技術的發展。

‧ 鈷高速鋼
牌號有W2Mo9Cr4VCo8(美國牌號M42)。其特點為：含釩量不高(1％)，含鈷量高(8％)，鈷能促使碳化物在淬火加熱時更多地溶解在基體內， 利用高的基體硬度來提高耐磨性。這種高速鋼硬度、熱硬性、耐磨性及可磨性都很好。熱處理硬度可達67-70HRC，但也有採取特殊熱處理方法，得到67- 68HRC硬度，使其切削性能(特別是間斷切削)得到改善，提高衝擊韌性。鈷高速鋼可製成各種刀具，用於切削難加工材料效果很好，又因其磨削性能好，可制 成複雜刀具，國際上用得很普遍。但中國鈷資源缺乏，鈷高速鋼價格昂貴，約為普通高速鋼的5-8倍。

‧ 鋁高速鋼
牌號為 W6Mo5Cr4V2Al、W6Mo5Cr4V5SiNbAl等,主要加入鋁(Al)和硅(Si)、鈮(Nb)元素，來提高熱硬性、耐磨性。適合中國資源 情況，價格較低。熱處理硬度可達到68HRC，熱硬性也不錯。但是這種鋼易氧化及脫碳，可塑性、可磨性稍差，仍需改進。國際市場上高性能高速鋼使用量已經 超過普通高速鋼25-30％。

粉末冶金高速鋼
粉末冶金高速鋼及其製品。
近幾年來高速鋼的最大變革就是發展了粉末冶金高速鋼，它的能優於熔煉高速鋼。用高壓氬氣或氮氣霧化熔融高速鋼水，得到細小高速鋼粉末，篩選後為0.4mm 以下的顆粒；在真空(0.04Hg)狀態下，密閉燒結達到密度65％；再在1100℃高溫、300MPa高壓下製成密度100％的鋼坯，然後鍛軋成鋼材， 這樣有效地解決了熔煉高速鋼在鑄錠時要產生粗大碳化物偏析的問題，而它無論截面多大，其碳化物級別均為一級。碳化物晶粒極細，小於0.002mm，而熔煉 高速鋼碳化物晶粒為0.008-0.02mm。

牌號為APM T15的粉末冶金高速鋼，它的強度、韌性分別是同化學成分的熔煉高速鋼的2倍及2.5倍。儘管含釩量達5％，但由於碳化物晶粒細，可磨性依然很好。高溫熱硬度也比熔煉高速鋼提高0.5-1HRC。

又由於其物理機械性能高度各向同性，淬火變形小。碳化物顆粒均勻分佈的表面較大，不易從刀具的切削刃上剝落，小尺寸刀具耐磨性提高1.5-2倍，大尺寸刀具提高20-30％。
粉末冶金高速鋼具有良好的力學性能，適合製造：間斷切削條件下易崩刃的刀具、強度高而切削刃又必須鋒利的刀具，如插齒刀、滾刀、銑刀，高壓動載荷下使用的刀具。

它的碳化物偏析小，晶粒細，可磨性好，適合製造：大尺寸刀具、精密刀具、複雜刀具。這類材料的高溫熱硬度高，又適合製造難加工材料所用的刀具，確實是面面俱到。

粉末冶金高速鋼生產過程較複雜，造價較高。中國鋼廠提供的品種較少，市場用量也很少。國際上著名鋼廠如美國Crucible公司已可提供近二十種粉末冶金 高速鋼，日本神戶制鋼所、日立金屬公司均可提供近十種粉末冶金高速鋼，供應量也在迅速增長。日本著名的OSG公司用粉末冶金高速鋼製造了鑽頭、銑刀、絲 錐，NACHI公司製造了滾刀、插齒刀、剃齒刀。有理由相信技術性能高的粉末冶金高速鋼將會得到更廣泛的應用，為金屬加工業帶來新的發展。

高速鋼的市場定位及發展趨勢
高速鋼材料按製造工藝可分為熔煉高速鋼及粉末冶金高速鋼。
自二十世紀初發現高速鋼以來，對現代工業發展起到了重要作用。可以說沒有高速鋼，就沒有現代的金屬加工業。儘管六十年代起，硬質合金等材料崛起，但是對於 製造形狀複雜、磨削困難的刀具，如拉刀、剃齒刀、插齒刀等，高速鋼始終處於主導地位。特別是要求刀具具備高韌性時，就非高速鋼莫屬了。

高速鋼的主要應用領域是機械和工具製造業，必然要適應這個行業的發展，近幾年來機械加工採用了高速度的數控機床，例如加工中心、車削中心等，金屬切削速度 越來越快，要求刀具必須具有高速使用性能，即熱硬性、耐磨性、衝擊韌性要好，因此，廠家紛紛研發符合上述要求的高速鋼材料。

在機加工費用中，材料約占15-20％，刀具約占25-35％。用戶對刀具的選用也越來越趨向合理，即選用性能與價格比好的刀具。

高速鋼刀具占主導地位的領域，如精密零件、複雜零件、成形加工零件的市場也越來越大，對可磨性的要求也越來越高。

高速鋼-走過一個世紀的鋼種，應瞄準特定市場空間，提高自身技術含量，去抗衡其它材料的挑戰。

中國常用高速鋼材料性能表(本站整理)
中國牌號

習慣名稱

相似ISO牌號

淬、回火硬度HRC

抗彎強度MPa

衝擊韌性
MJ/m2

600℃下的硬度HRC
W18Cr4V

T1

HS18-0-1

62-65

3430

0.29

50.5
W6Mo5Cr4V2

M2

HS6-5-2

63-66

3500-4000

0.30-0.40

47-48
W6Mo5Cr4V3

M3

HS6-5-3

65-67

3200

0.25

51.7
W9Mo3Cr4V


64-66


4000-4500

0.35-0.40

W6Mo5Cr4V2Co5


HS6-5-2-5

65-66

3000

0.30

54
W10Mo4Cr4V3Co10


HS10-4-3-10

67-69

2350


55.5
W2Mo9Cr4V2Co8


HS2-9-2-8

66-68

2700-3800

0.23-0.35

55
W7Mo4Cr4V2Co5

M41

HS7-4-2-5

66-68

2500-3000

0.23-0.35

54
W12Cr4VCo5


HS12-0-1-5

66-68

3000

0.25

54
W6Mo5Cr4V2Al

501鋼


66-69

3000-4100

0.25-0.30

55-56
110W1.5Mo9.5Cr4VCo8

M42


67-69

2650-3730

0.23-0.29

55.2
W10Mo4Cr4VAl

5F6鋼


68-69

3010

0.20

54.2


隨著少無切削和精密成形技術在我國的快速發展，對模具材料的性能要求越來越高，一些五十年代以來長期沿用的老鋼種已不能完全滿足要求。為此，國內一些大 學、研究所、鋼廠和模具使用單位相繼開發了許多具有優良性能的模具鋼，使國內模具的使用壽命得到了很大提高，並使我國模具鋼的鋼種系列逐漸得到了補充和完 善。


1． 冷作模具鋼的開發情況
對冷作模具材料的主要性能要求是：良好的耐磨性，足夠的強度和韌性，高的疲勞壽命，良好的抗擦傷和咬合性能以及良好的工藝性能。九十年代以前，國內常用的 冷作模具鋼有：碳素工具鋼T1OA，合金工具鋼9SiCr、9Mn2V、CrWMn、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、5CrW2Si；高速工具鋼 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2；軸承鋼GCr15；彈簧鋼60Si2Mn，滲碳鋼20Cr、12CrNi3A；不銹鋼3Crl3等。其中用量最大 的是 C r12、Cr12MoV、T10A、CrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCr15、60Si2Mn和 W18Cr4V。為滿足生產要求，國內先後研究開發了一系列新型冷作模具鋼。


1．1高強韌耐磨鋼
Cr12系列冷作模具鋼是較廣泛採用的鋼種系列，具有良好的淬透性和耐磨性，但共晶碳化物偏析較嚴重，韌性較差，淬火後異常變形較大。為彌補此類鋼的性能 缺陷，國內先後開發了一些高強韌耐磨鋼，如7 Cr7Mo2V2Si(代號 L D)、Cr8WmoV3Si(代號 ER5)、9 Cr6W3Mo2V2 (代號 GM)、Cr8MoV2Ti、80Cr7Mo3W2V等。與 Cr12、Cr12MoV相比，此類鋼的碳和鉻的含量較低，改善了碳化物不均性，提高了韌性；適當增加了 W、Mo、V等合金元素的含量，從而增強了二次硬化能力，提高了耐磨性。所以，此類鋼在具有良好的強韌性的同時，還有優良的耐磨性和較好的綜合性能，主要 用於製造承受應力較大、要求高強韌性和耐磨損的各類冷作模具。


7Cr7Mo2V2Si，代號LD，最初是針對冷鐓模具而研製的。其碳含量低於 G．Steven推薦的’平衡碳’規律，使鋼在具有高硬度的同時，又具有較好的韌性；加入Cr、Mo、V元素，有利於二次硬化，保證鋼具有較高的硬度、強 度和良好的耐磨性；加入一定量的 Si，以強化基體，提高回火穩定性。LD鋼常用的熱處理工藝是1100～1150℃ 淬火，530～570℃ 回火，回火後硬度 HRC57～63。1100℃淬火後的組織為細針馬氏體十殘留奧氏體十剩餘碳化物，晶粒度10.5級。 l100℃ 淬火、570℃回火後的組織為回火馬氏體十殘餘碳化物。 LD鋼已被廣泛應用於製造冷鍛、冷沖、冷壓、冷彎等承受衝擊、彎曲應力較大，又要求耐磨損的各類冷作模具。


Cr8MoWV3Si，代號 ER5，在具有較高強韌性的同時，又具有突出好的耐磨性。該鋼在回火過程中瀰散析出的特殊碳化物，是 ER5比 Crl2系鋼具有更高強韌性和耐磨性的重要原因。ER5鋼適用於製造承受衝擊力較大，衝擊速度較高的精密冷沖，重載冷沖以及要求高耐磨的其他冷作模具。


9Cr6W3Mo2V2，代號GM，也是以提高耐磨性為主要目的而研製的高耐磨冷作模具鋼。該鋼通過 Cr、 W、Mo、V等碳化物形成元素的合理配比，並根據’平衡碳’規律配碳，使鋼具有最佳的二次硬化能力及抗磨損能力，同時又保持了較高的強韌性和良好的冷熱加 工性能，適用於製造沖裁、冷擠、冷鍛、冷剪、高強度螺栓滾絲輪等精密、高耐磨冷作模具。


1．2高速鋼基體鋼
高速鋼基體鋼具有相當於正常淬火高速工具鋼的基本成份．並允許鋼中保留5％左右的過剩碳化物，另外再適當增加或減少某些元素的含量。此類鋼有效地解決了高 速鋼碳化物不均勻分佈和韌性較差的問題，鋼的抗彎強度、韌性、塑性和疲勞抗力高於高速鋼，但耐磨性低於高速鋼，用於製造要求高強度和足夠韌性的冷擠壓、冷 沖、冷鐓等模具。由於高速鋼基體鋼的紅硬性好，所以也用於製造熱作模具。國內研製的高速鋼基體鋼有：65Cr4W3Mo2VNb（簡稱65Nb）、 60Cr4Mo3Ni2WV（代號CG-2）、5Cr4Mo3SiMnVA1（代號O12A1）、65W8Cr4VTi（代號LMI）、 65Cr5Mo3W2VSiTi（代號LMZ）等。


65Cr4W3Mo2VNb，其基體成份相當於淬火後的W6Mo5Cr4V2 鋼，但碳含量較一 般基體鋼高，以增加碳化物量和提高耐磨性。加入 0.2～0.35％ Nb，以提高鋼的強韌性和改善工藝性。65Nb用於製造冷擠壓、厚板冷沖、冷鐓等承受較大載荷的冷作模具，也可用於溫熱擠壓模具。


1．3低合金冷作模具鋼
國內開發的低合金冷作模具鋼中，有7CrSiMnMoV（代號CH）、
6CrMnNiMoVSi（代號GD）、 6CrMnNiMoVWSi（DS）、CrNiWMoV等。這些鋼的淬透性好，淬火溫度較低，熱處理變形小，價格低，具有較好的強度和韌性的配合，適用於製造精度複雜模具。


7CrSiMnMoV，代號CH，在820～1000℃淬火，可獲得HRC60以上的硬度，是一種空淬微變形鋼，可以火焰加熱空冷淬硬。該鋼的耐磨性儘管 比Cr12MoV差，但比9Mn2V和T10A好；抗彎強度、抗壓強度和衝擊韌性都優於Cr12MoV和9Mn2V；熱處理後的變形量和常用的 Cr12MoV、Cr2Mn2SiWMoV、Cr4W2MoV等鋼相當。 CH鋼具有良好的強韌性和良好的工藝性，可用於代替T10A、9Mn2V、CrWMn、GCr15、Cr12MoV等製造對強韌性要求較高的冷作模具，如 沖孔凸模、中薄鋼板（2～5mm厚）的修邊落料模等。由於該鋼可以採用火焰加熱空冷淬硬，所以也用於製造要求表面火焰淬火的部分汽車模具。 6CrMnNiMoVSi，代號GD，較CH鋼增加了0.85％左右的Ni，進一步強韌化了基體。該鋼的淬火溫度範圍較寬，淬透性好，也可火焰加熱空冷淬 火，具有良好的強韌性。當用於製造易崩及斷裂的冷沖模具時，模具壽命較高。


． 4無磁高強度模具鋼
電子工業中的部分磁性元件需用無磁性的模具生產，7Mnl5Cr2A13V2WMo鋼的導磁係數很低，強度、耐磨性也良好，但切削加工比較困難。國內開發 的無磁模具鋼有18Mn12Crl8NiN（代號A18）、8Mnl5Cr18（代號WCG）、50Mnl8Cr4WN（簡稱 50Mn）等。其中50Mn具有低磁導率（μ＜1.1H／m），較高強度和良好的加工性能，經1020～1070℃（水冷）固溶處理後，硬度HRC30左 右。再經過590℃士10℃時效，硬度上升至HRC35左右。


2．熱作模具鋼的開發情況熱作模具大體分為熱鍛模、熱擠壓模、壓鑄模和沖裁模。 5CrMnMo、5CrNiMo和3Cr2W8V是熱作模具鋼中應用量仍然較大的鋼種。5CrNiMo主要用於厚度300～400mm的大中型鍛模， 5CrMnMo適用於厚度在250mm以下的小型鍛模。但當用於更大截面或更高溫度時，這兩種鋼存在淬透性、熱穩定性、熱疲勞性及耐磨性不夠的問題。 3Cr2W8V的高溫強度較高，但鋼的熱疲勞性較差，韌性也不高，用於壓鑄模具和鋁、銅合金熱擠壓模具時，模具的使用壽命都較低。國內在熱作模具方面先後 開發了幾十種鋼。


2． l大截面熱鍛模具鋼為彌補5CrMnMo和5CrNiMo在較大截面和較高溫度時熱穩定性、熱疲勞性及淬透性不夠的缺陷，內開發了 45Cr2NiMoVSi（簡稱45Cr2）、5Cr2NiMoVSi（簡稱5Cr2）、3Cr2MoWVNi、3Cr2MoVNi（代號B2）等大截面 熱鍛模具鋼。與5CrNiMo相比，45Cr2和5Cr2中既含有較高的Cr和Mo，又加入了少量的V，使 CCT曲線上的高溫轉變區上移，低溫轉變區顯著右移，提高了鋼的淬透性。截面尺寸在500*500mm以下的模具經970-990℃淬火， 650～680℃回火後，硬度可達HRC36-44。45Cr2和5Cr2還具有二次硬化能力，它們的高溫強度較5CrNiMo鋼高50％，熱穩定性高出 100～150℃，衝擊韌性則相當。另外，鋼的熱磨損性、熱疲勞性及抗熱裂紋擴展的能力也強於5CrNiMo。這二種鋼用於12000t以下機械壓力機模 具及16t以下模鍛模具，模具的使用壽命是5CrNiMo鋼製造的同種模具壽命的數倍。


2．2中小熱鍛模具鋼
中小熱鍛模具的表面溫度可達600℃以上，5CrMnMo和5CrNiMo的高溫性能顯然不能滿足要求。3Cr2WSV鋼的高溫強度較高，但韌性及熱疲勞 性能較差。為此，國內較早開發了2Cr3Mo3VNb、4Cr3Mo2MnVB（代號ER8）等3％Cr-3％Mo和3％Cr-2％Mo型的中碳鉻系高強 度熱作模具鋼，其中3Cr3Mo3VNb是根據形成合金碳化物所需的碳量對2Cr3Mo3VNb做進一步成份調整而來的。這二種鋼中加人了3％左右的 Mo，既能提高鋼的淬透性和防止出現回火脆性，又能提高鋼的熱穩定性。加人V和Nb則可起到細化晶粒，降低鋼的過熱敏感性作用。因此，鋼的淬透性高，淬火 加熱溫度範圍寬，過熱敏感性低，具有高溫強度高、熱穩定性好、塑性韌性好、冷熱疲勞性能好、熱磨損性能好等優點，用於製造不銹鋼（2Crl3）等熱鍛模， 軸承凹模和輥鍛模，都取得了良好的使用效果。

4Cr3Mo3W4VNb，代號GR，除Cr、Mo、V和Nb外，又加入了4％W，所以鋼的高溫強度和熱穩定性得到了進一步提高，是中碳鉻系熱作模具鋼中 高溫強度較高，熱穩定性較好的鋼種。該鋼還具有良好的冷熱疲勞性能，該鋼適用於製造工作溫度600-700C℃的淺型腔中小鍛模，也可用於銅合金熱擠壓模 具。


除以上 30Cr-30Mo型熱作模具鋼外，國內先後開發的5％Cr系中碳中合金熱作模具鋼已較大量用於熱鍛模具，如4Cr5MoVSi、 4Cr5MoV1Si等，其中4Cr5MoV1Si具有優異的韌性和良好的冷熱疲勞性能，適用於製造工作溫度在600℃以下，對韌性和塑性要求較高的模 具。如用4Cr5MoV1Si代替5CrNiMo、 5CrMnMo製造汽車連桿、曲軸鍛模，模具的使用壽命得到了明顯提高；用於製造鋁合金壓鑄模具和鋁型材擠壓模具，模具的使用壽命較高。另外，該鋼還可作 塑料模具鋼使用。目前，4Cr5MoV1Si鋼的優良性能已在國內得到了廣泛認可，應用量已較大。許多大學、研究院所和鋼廠不惜花重金對該鋼做研究和生產 質量改進工作，並就此打出了自己的優質品牌。


2．3壓鑄模具鋼
在有色金屬壓鑄中，3Cr2W8V曾是應用廣泛的模具鋼， 5CrNiMo、 5CrMnMo、3Cr2Mo等中碳低合金鋼也作為鋁鋅合金壓鑄模具鋼使用。 3Cr2W8V的冷熱疲勞性能較差，模具的使用壽命不高。國內為此先後開發了幾個新型模具鋼，如4Cr3Mo2MnVNbB（代號Y4）和 4Cr5Mo2MnVSi（代號Y10）等。


4Cr3Mo2MnVNbB（代號Y4），最初就是針對銅合金壓鑄模具而研製的。該鋼通過合理的成份 配比，使其在達到高的熱強性及熱穩定性的同時，又保持了良好的韌性和塑性，抗冷熱疲勞性能明顯優於3Cr2W8V，模具的使用壽命較3Cr2W8V製造的 模具的使用壽命有明顯提高。該鋼也可用於製造熱擠壓和中小熱鍛模具。


4Cr5Mo2MnVSi（代號Y10），是針對鋁合金壓鑄模具而研製的，與3Cr2W8V鋼相比，該鋼具有抗冷熱疲勞性能好、熱 處理變形小、抗鋁溶損性能好等優點，模具的使用壽命普遍比3Cr2W8V鋼製造的模具的使用壽命提高一倍以上。該鋼還可用於製造工作溫度在600℃以下的 中小熱鍛等模具。


2．4銅、鋁型材熱擠壓模具鋼
銅合金熱擠壓模的穿孔針、底模等長時與高溫銅坯接觸，模具的使用工況較苛刻。用3Cr2W8V或4Cr5MoV1Si鋼製作此類模具，模具的使用壽命一直 較低。國內曾試圖採用奧氏體熱作模具鋼來解決此類模具壽命低的問題，但因鋼的冷熱疲勞性能較差而仍未得到圓滿解決。在此背景下，國內有關大學、研究院所和 鋼廠先後推出了可以提高此類模具使用壽命的鋼種，如4Cr3Mo2NiVNbB（代號 HD）、4Cr3Mo2MnVNbB（代號Y4）等。HD鋼較一般中碳3％Cr～2％Mo或3％Cr～3％Mo型熱作模具鋼又增加了1％左右的 Ni，進一步提高了鋼的韌性和塑性。在相同硬度（HRC43）下，其斷裂韌性比3Cr2W8V鋼高30％。用HD鋼製造的銅合金管材擠壓底模和穿孔針的使 用壽命較3Cr2W8V鋼提高一倍左右，並在軸承環熱擠沖頭和凹模、汽門擠壓底模上也有成功應用的例子。用Y4鋼製造銅合金擠壓模底模和穿孔針頂頭，模具 的使用壽命也比3Cr2W8V鋼製造的模具穩定地提高一倍以上。
鋁型材熱擠壓模平模和組合模對韌性的要求較高，4Cr5MoV1Si是首選的模具材料，已被大量推廣應用。


2． 5高溫玻璃模具鋼玻璃製品模具要求模具材料具有優良的抗高溫氧化性能和冷熱疲勞性能，良好的耐芒硝腐蝕性能，足夠高的強度，良好的拋光性能，並要易於脫 模。此類模具常用鑄鐵、合金鑄鐵或3Crl3不銹鋼製造，鋼的性能遠滿足不了實際需要。為此，國內開發了代號為GY的高溫玻璃模具鋼。該鋼是Si-Cr -Mo系預硬鋼，具有良好的冷熱疲勞性能，優異的抗氧化性能，優良的抗熱觸性能和較高的玻璃粘附溫度。該鋼在預硬後（HRC35左右）加工，加工性能良 好，尤其適用於製造玻璃熔化或成型溫度較高、表面質量要求高的玻璃製品模具。


3．塑料模具鋼的開發情況
塑料模具鋼是國內發展得較滯後，到 目前為止仍未成完整系列的鋼種。在九十年代之前，國內常用的塑料模具鋼仍然是0.4～0.6％碳的碳素結構鋼，如45# 和40Cr，另外再以T10A、Gcrl5、CrWMn、5CrNiMO、 5CrMnMo、Cr12、Crl2MoV等作補充。國內先後開發了十餘種新型塑料模具鋼。


3．l預硬化型塑料模具鋼
為避免大、中型精密塑料模具熱處理後變形，保證模具的精度和使用性能，相繼研製開發了預硬化型塑料模具鋼。此類鋼一般是中碳低合金鋼，在調質（HRC3O-40）後切削加工成型，然後直接投入使用，主要用於製造複雜、精密和長壽命的大、中型塑料模具。


3Cr2Mo 是國內較早開發的塑料模具鋼，與AISIP20相當，目前已在許多鋼廠生產。在使用時，一般先進行預硬處理，即先850～880℃淬火， 580～640℃回火，預硬至HRC28～35的硬度，然後再進行切削加工。該鋼適用於製造大、中型精密塑料模具，如電視機、洗衣機殼體等塑料模具，並已 獲得較大量應用。另外，也可用於製造鋅合金壓鑄模具。除3Cr2Mo外，國內先後開發的5CrNiMnMoVSCa（簡稱5 NiSCa）、8Cr2MnWMoVS（簡稱8Cr2）、40CrMnVBSCa（簡稱P20BSCa）、Y55CrNiMnMoV（代號SM1）等是易 切削型預硬塑料模具鋼，在這些鋼中加人了S、Ca、 Pb、Se等元素以改善預硬鋼的加工性能。如 5NiSCa鋼預硬硬度為HRC39時，磨削力比HRC25的40Cr的磨削力還小。此類鋼不僅適用於製造大、中型精密注塑模具，還可用於製造精密冷作模 具。


3．2時效硬化型塑料模具鋼
根據製造高精度、複雜塑料模具的需要，國內先後開發的幾種時效硬化型塑料模具鋼，如 10Ni3MnCuAl（代號PMS）、25CrNi3MoAl、 Y20CrNi3AlMnMo（代號SM2）、 06Ni6CrMoVTiAl（簡稱06）等。此類鋼一般含較低的碳，含Ni、Al、Ti、Cu、MO等合金元素，在固溶後硬度較低（一般HRC 仝 32），可以被較容易地切削加工，加工後再時效處理，以獲得所需要的使用性能。由於時效溫度低，時效後模具變形很小，所以適用於製造高精度、複雜的熱塑性 模具。


10Ni3MnCuAl，代號PMS，經850士 20℃固溶後，硬度為 HRC30～33。經 500℃左右時效後，瀰散析出硬化相Al3Ni，基體硬度隨之上升至HRC38～43。該鋼具有優良鏡面加工性能，模具表面粗糙度可達Ra0.05μm， 適用於製造要求高鏡面、高精度的各種熱塑性塑料製品模具，如光學儀器：鏡片模具，磁帶內外殼和電話機、石英鐘、車輛燈具等塑料殼體模具。

Y20CrNi3AlMnMo，代號M2，含0.1％左右的S，切削加工性能得到了改善，是一種易切削型號時效硬化塑料模具鋼。


3．3耐蝕塑料模具鋼
當較大批量地生產聚氯乙稀、氟化塑料、阻燃塑料等塑料製品時，模具需耐氟、氯等鹵族元素氣體的腐蝕，為此需在模具表面鍍鉻或直接採用耐腐蝕鋼。
國內開發的耐腐蝕塑料模具鋼OCrl6Ni4Cu3Nb（代號PCR）屬於馬氏體沉澱硬化不銹鋼，在1050℃固溶（空冷）後得到單一的板條馬氏體組織， 硬度為HRC32～35，經480℃左右時效後，析出瀰散強化相CuNi，硬度上升到HRC39～44。該鋼在含有氟、氯等離子的腐蝕性介質中的耐蝕性明 顯優於17一4PH（OCrl7Ni4Cu4），適用於製造含氯、氟或混入阻燃劑的熱塑性塑料的注射模具。


3．4非調質塑料模具鋼
非調質 鋼在鍛、軋後即可達到預硬，不需再進行調質處理。為改善切削加工性能，有些鋼中還添加了適量的 P、S和 Ca。國內對非調質塑料模具鋼的開發較晚，25CrMnVTiSCaRE（代號FT）、2Cr2MnMoVS和2Mn2CrVCaS即是近幾年開發的新鋼 種。鍛、軋空冷後，FT鋼Φ100mm圓鋼的硬度可以達到HRC30～35。


4．國內模具鋼開發與應用中存在或需要解決的主要問題
目前，我國模具新鋼種的推廣應用工作還存一些需要解決的問題：
（l）缺乏有關指導性強、實用的技術資料，給用戶合理選擇和使用新鋼種帶來了困難。
（2）除4Cr5MoV1Si、3Cr2Mo等個別鋼種已獲較大量應用外，一些性能優良的鋼種的生產和應用量仍太少。
（3）鋼的質量不夠穩定。直接影響了鋼的性能的發揮和新鋼種的推廣應用。不斷提高鋼的純淨度、緻密度、均勻性和質量穩定性，仍是今後長期努力的方向。
（4）規格單一，絕大部分是黑皮圓鋼，用戶不得不另行改鍛。品種規格多樣化、產品精品化是今後需要盡快解決的問題之一。
（5）尚待開發具有特殊性能的鋼種，進一步完善鋼種系列，如開發粉末冶金模具鋼，補充完善塑料模具鋼系列，建立陶瓷、耐火磚、地磚等成形模具用鋼等。
（6）產銷渠道不暢通，用戶甚至不知道從何處購買所需的新鋼種。

1、碳（C）：鋼中含碳量增加，屈服點和抗拉強度升高，但塑性和衝擊性降低，當碳量0.23％超過時，鋼的焊接性能變壞，因此用於焊接的低合金結構鋼，含 碳量一般不超過0.20％。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場的高碳鋼就易銹蝕；此外，碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。

　　2、硅（Si）：在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑，所以鎮靜鋼含有0.15－0.30％的硅。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60％,硅就算合 金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點和抗拉強度，故廣泛用於作彈簧鋼。在調質結構鋼中加入1.0－1.2％的硅，強度可提高15－20％。硅和鉬、 鎢、鉻等結合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，可製造耐熱鋼。含硅1－4％的低碳鋼，具有極高的導磁率，用於電器工業做矽鋼片。硅量增加，會降低鋼的焊接 性能。

　　3、錳（Mn）：在煉鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳0.30－0.50％。在碳素鋼中加入0.70％以上時就算「錳鋼」，較一般 鋼量的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能，如16Mn鋼比A3屈服點高40％。含錳11－14％的鋼有極高的 耐磨性，用於挖土機鏟鬥，球磨機襯板等。錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能。

　　4、磷（P）：在一般情況下，磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小於0.045％，優質鋼要求更低些。

　　5、硫（S）：硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時造成裂紋。硫對焊接性能也不利，降低耐腐蝕性。所 以通常要求硫含量小於0.055％，優質鋼要求小於0.040％。在鋼中加入0.08-0.20％的硫，可以改善切削加工性，通常稱易切削鋼。

　　6、鉻（Cr）：在結構鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性，但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。

　　7、鎳(Ni)：鎳能提高鋼的強度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸鹼有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。但由於鎳是較稀缺的資源，故應盡量採用其他合金元素代用鎳鉻鋼。

　　8、 鉬(Mo)：鉬能使鋼的晶粒細化，提高淬透性和熱強性能，在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應力，發生變形，稱蠕變)。結構鋼中加入鉬，能提高機械性能。 還可以抑制合金鋼由於火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。
9、鈦(Ti)：鈦是鋼中強脫氧劑。它能使鋼的內部組織緻密，細化晶粒力；降低時效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當的鈦，可避免晶間腐蝕。

　　10、釩(V)：釩是鋼的優良脫氧劑。鋼中加0.5％的釩可細化組織晶粒，提高強度和韌性。釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。

　　11、鎢(W)：鎢熔點高，比重大，是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢，可顯著提高紅硬性和熱強性，作切削工具及鍛模具用。

　　12、鈮(Nb)：鈮能細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強度，但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。鈮可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮，可防止晶間腐蝕現象。

　　13、鈷(Co)：鈷是稀有的貴重金屬，多用於特殊鋼和合金中，如熱強鋼和磁性材料。

　　14、銅(Cu)：武鋼用大冶礦石所煉的鋼，往往含有銅。銅能提高強度和韌性，特別是大氣腐蝕性能。缺點是在熱加工時容易產生熱脆，銅含量超過0.5％塑性顯著降低。當銅含量小於0.50％對焊接性無影響。

　　15、鋁(Al)：鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細化晶粒，提高衝擊韌性，如作深沖薄板的08Al鋼。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能， 鋁與鉻、硅合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。

　　16、硼(B)：鋼中加入微量的硼就可改善鋼的緻密性和熱軋性能，提高強度。

　　17、氮(N):氮能提高鋼的強度，低溫韌性和焊接性，增加時效敏感性。

　　18、稀土(Xt)：稀土元素是指元素週期表中原子序數為57-71的15個鑭系元素。這些元素都是金屬，但他們的氧化物很像「土」，所以習慣上稱稀 土。鋼中加入稀土，可以改變鋼中夾雜物的組成、形態、分佈和性質，從而改善了鋼的各種性能，如韌性、焊接性，冷加工性能。在犁鏵鋼中加入稀土，可提高耐磨 性。

一、冷作模具鋼

冷作模具鋼包括製造沖截用的模具（落料沖孔模、修邊模、沖頭、剪刀）、冷鐓模和冷擠壓模、壓彎模及拉絲模等

1.冷作模具鋼的工作條件及性能要求

冷作模具鋼在工作時．由於被加工材料的變形抗力比較大，模具的工作部分承受很大的壓力、彎曲力、衝擊力及摩擦力。因此，冷作模具的正常報廢原因一般是磨損．也有因斷裂、崩力和變形超差而提前失效的。

冷作模具鋼與刃具鋼相比．有許多共同點。要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗彎強度和足夠的韌性，以保證沖壓過程的順利進行、其不同之處在於模具形狀及加 I 工藝複雜．而且摩擦面積大．磨損可能性大．所以修磨起來困難。因此要求具有更高的耐磨化模具工作時承受沖壓力大．又由於形狀複雜易於產生應力集中，所以要 求具有較高的韌性；模具尺寸大、形狀複雜．所以要求較高的淬透性、較小的變形及開裂傾向性。總之，冷作模具鋼在淬透性、耐磨性與韌性等方面的要求要較刃具 鋼高一些．而在紅硬性方面卻要求較低或基本上沒要求（因為是冷態成形），所以也相應形成了一些適於做冷作模具用的鋼種，例如，發展了高耐磨、微變形冷作模 具用鋼及高韌性冷作模具用鋼等。下面結合有關鋼種選用進一步說明。

2.鋼種選擇

通常接冷作模具的使用條件，可以將鋼種選擇分為以下四種情況：

（1）尺寸小、形狀簡單、輕負荷的冷作模具。例如．小沖頭，剪落鋼板的剪刀等可選用T7A、 T8A、T10A、T12A等碳素工具鋼製造。這類鋼的優點是；可加工性好、價格便宜、來源容易。但其缺點是：淬透性低、耐磨性差、淬火變形大。因此，只 適於製造一些尺寸小、形狀簡單、輕負荷的工具以及要求硬化層不深並保持高韌性的冷像模等。

（2）尺寸大、形狀複雜、輕負荷的冷作模具。常用的鋼種有9SiCr、CrWMn、GCr15及 9Mn2V等低合金刃具鋼。這些鋼在油中的淬透直徑大體上可達40mm以上。其中9Mn2V鋼是我國近年來發展的一種不含Cr的冷作模具用鋼．可代替或部分代替含Cr的鋼。

9Mn2V鋼的碳化物不均勻性和淬火開裂傾向性比CrWMn鋼小、脫碳傾向性比9SiCr鋼小，而淬透性比碳素工具鋼大．其價格只比後者高約30％因此是一個值得推廣使用的鋼種。

但9Mn2V鋼也存在一些缺點如衝擊韌性不高，在生產使用中發現有碎裂現象．另外回火穩定性較差，回火溫度一般不超過180℃在200℃回火時抗彎強度及韌性開始出現低值。

9Mn2V鋼可在硝鹽、熱油等冷卻能力較為緩和的淬火介質中淬火。對於一些變形要求嚴格而硬度要求又不很高的模具，可採用奧氏體等溫淬火。

（3）尺寸大、形狀複雜重負荷的冷作模具。須採用中合金或高合金鋼．如Cr12Mo、 Crl2MoV、 Cr6WV Cr4W2MoV等，另外也有選用高速鋼的。

近年來用高速鋼做冷作模具的傾向巴日趨增大、但應指出，此時已不再是利用高速鋼所特有的紅硬性長處．而用它的高淬透性和高耐磨性。為此．在熱處理工藝上也應有所區別。

選用高速鋼做冷模具時．應採用低溫淬火．以提高韌性。例如 W18Cr4V鋼做刃具時常用的淬火溫度為1280-1290℃。而做冷作模具時，則應採用1190℃的低溫淬火。又如 W6Mo5Cr4V2鋼．採用低溫淬火後可使壽命大大提高、特別是顯著減少了折損率。

〔4) 受衝擊負荷且刀間單薄的冷作模具。如上所述．前三類冷作模具用鋼的使用性能要求均以高耐磨性為主為此均採用高碳過共析鋼乃至榮氏體鋼。而對有的冷作模具加 切邊樓、沖裁模等．其對口單薄．使用時又受衝擊負荷作用則應以要求高的衝擊韌性為主。為了解決這一矛盾．可採取以下措施．①降低合碳量．採用亞共折鋼．以 避免由於一次及二次碳化物而引起鋼的韌性下降；②加入Si．、Cr等合金元素．以提高鋼的回火穩定性和回火溫度（240一270℃回火）這樣有利於充分消 除淬火應力使嘰提高．而又不致降低硬度；②加入W等形成難熔碳化物的元素以細化晶粒、提高韌性。常用的高韌性冷作模具用鋼有6SiCr、 4CrW2Si；、5CrW2Si等。

3.充分發揮冷作模具鋼性能潛力的途徑

在用Cr12 型鋼或高速鋼做冷作模具時，一個很突出的問題是鋼的脆性大．使用中易開裂。為此，必須用充分鍛打的方法細化碳化物．除此之外應發展新鋼種。發展新鋼種的著 眼點，應是降低鋼的含碳量及碳化物形成元素的數量。近年來國內研製並推廣以下幾種新鋼種、如表4.11所示。

Cr4W2MoV 鋼具有高硬巨、高耐磨性和淬透性好等優點．並具有較好的回火穩定性及綜合力學性能．用干製造硅鋼片沖模等．可使壽命比Cr12MoV鋼提高1~3倍以上但 此鋼鍛造溫區範圍較窄，鍛造河縣開裂．應嚴格控制鍛造溫度和操作規認Cr2Mn2SiWMoV鋼淬火溫度低、淬火變形小、淬透性高．有空淬微變形模具鋼之 稱7W7Cr4MoV鋼可代W18Cr4V和Cr12MoV鋼．其特點是鋼的碳化物不均勻性和韌性得到很大的改善。

二、熱作模具鋼

1.熱作模具的工作條件

熱作模具包括錘鍛模、熱擠壓模和壓鑄模三類。如前所述．熱作模具工作條件的主要特點是與熱態金屬相接觸、這是與冷作模具工作條件的主要區別。因此會帶來以下兩方面的問題：

（l）模腔表層金屬受熱。通常錘鍛模工作時．其模腔表面溫度可達300~400℃以上熱擠壓模可達500一800℃以上；壓鑄模模腔溫度與壓鑄材料種類及 澆注溫度有關。如壓鑄黑色金屬時模腔溫度可達1000℃以上。這樣高的使用溫度會使模腔表面硬度和強度顯著降低，在使用中易發生打垛。為此．對熱模具鋼的 基本使用性能要求是熱塑變抗力高，包括高溫硬度和高溫強度、高的熱塑變抗力，實際上反映了鋼的高回火穩定性。由此便可以找到熱模具鋼合金化的第一種途徑， 即加入 Cr、W、Si．等合金元素可以提高鋼的回火穩定性。

（2）模腔表層金屬產生熱疲勞（龜裂）。熱模的工作特點是具有間歇性．每次使熱態金屬成形後都要用水、油、空氣等介質冷卻模腔的表面。因此．熱模的工作狀 態是反覆受熱和冷卻，從而使模腔表層金屬產生反覆的熱脹冷縮，即反復承受拉壓應力作用．其結果引起模腔表面出現龜裂，稱為熱疲勞現象，由此，對熱模具鋼提 出了第二個基本使用性能要求．即具有高的熱疲勞抗力。一般說來，影響鋼的熱疲勞抗力的因素主要有：

①鋼的導熱性。鋼的導熱性高，可使模具表層金屬受熱程度降低，從而減小鋼的熱疲勞傾向性。一般認為鋼的導熱性與合碳量有關，含碳量高時導熱性低，所以熱作 模具鋼不宜採用高碳鋼。在生產中通常採用中碳鋼（C0.3％5~0.6％）合碳量過低．會導致鋼的硬度和強度下降．也是不利的。

②鋼的臨界點影響。通常鋼的臨界點（Acl）越高．鋼的熱疲勞傾向性越低。因此．一般通過加入合金元素Cr、W、Si、引來提高鋼的臨界點。從而提高鋼的熱疲勞抗力。

2.常用熱作模具用鋼

（1）錘鍛模用鋼。一般說來，錘鍛模用鋼有兩個問題比較突出一是工作時受衝擊負荷作用．故對鋼的力學性能要求較高，特別是對塑變抗力及韌性要求較高；二是錘鍛模的截面尺寸較大（＜400mm）故對鋼的淬透性要求較高，以保證整個模具組織和性能均勻。

常用錘鍛樓用鋼有5CrNiMo、 5CrMnMo、 5CrNiW、 5CrNiTi及5CrMnMoSiV等。不同類型的錘眼模應選用不同的材料。對特大型或大型的錘鍛模以5CrNiMo為好．也可採用5CrNiTi、 5CrNiW或5CrMnMoSi等。對中小型的錘鍛模通常選用5CrMnMO鋼。

（2）熱擠壓模用鋼，熱擠壓模的工作特點是加載速度較慢，因此，模腔受熱溫度較高，通常可達500一800℃。對這類鋼的使用性能要求應以高的高溫強度 (即高的回火穩定性）和高的耐熱疲勞性能為主。對ak及淬透性的要求可適當放低。一般的熱擠壓模尺寸較小，常小於 70~90 mm。

常用的熱擠壓模有4CrW2Si、3Cr2W8V及5％Cr型等熱作模具鋼．其化學成分如表4.16所示。

其中4CrW2Si．既可做冷作模具鋼，又可做熱作模具鋼．由於用途不同，可採用不同熱處理方法。作冷模時採用較低的淬火溫度（870—900℃）及低溫或中溫回火處理；作熱模時則採用較高的淬火溫度（一般為950一1000℃）及高溫回火處理。

（3）壓鑄模用鋼。從總體上看，壓鑄模用鋼的使用性能要求與熱擠壓模用鋼相近，即以要求高的回火穩定性與高的熱疲勞抗力為主。所以通常所選用的鋼種大體上 與熱擠模用鋼相同．如常採用4CrW2Si．和3Cr2W8V等鋼。但又有所不同如對熔點較低Zn合金壓鑄模．可選用40Cr、30CrMnSi及 40CrMo 等；對Al和Mg合金壓鑄模，可選用4CrW2Si、4Cr5MoSiV 等對Cu合金壓鑄模．多採用3Cr2W8V鋼。

近年來．隨著黑色金屬壓鑄工藝的應用，多採用高熔點的鋁合金和鎳合金．或者對3Cr2W8V鋼進行Cr-Al-SI三元共滲，用以製造黑色金屬壓鑄模。最近國內外還正在試驗採用高強度的銅合金作黑色金屬的壓鑄模材料。

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高 速鋼是一種含多量碳(C)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釩(V)等元素的高合金鋼，熱處理後具有高熱硬性。當切削溫度高達600℃以 上時，硬度仍無明顯下降，用其製造的刀具切削速度可達每分鐘60米以上，而得其名。高速鋼按化學成分可分為普通高速鋼及高性能高速鋼，按製造工藝可分為熔 煉高速鋼及粉末冶金高速鋼。

普通高速鋼
高速鋼是製造形狀複雜、磨削困難的刀具的主要材料。
普通高速鋼可滿足一般需求。常見的普通高速鋼有兩種，鎢系高速鋼和鎢鉬系高速鋼。

鎢系高速鋼
典型牌號為w18Cr4V，熱處理硬度可達63-66HRC，抗彎強度可達3500MPa，可磨性好。

‧ 鎢鉬系高速鋼
典 型牌號為W6Mo5Cr4V2，目前正在取代鎢系高速鋼，具有碳化物細小分佈均勻，耐磨性高，成本低等一系列優點。熱處理硬度同上，抗彎強度達 4700MPa，韌性及熱塑性比w18Cr4V提高50％。常用於製造各種工具，例如鑽頭、絲錐、銑刀、鉸刀、拉刀、齒輪刀具等，可以滿足加工一般工程材 料的要求。只是它的脫碳敏感性稍強。

另一牌號的普通高速鋼為W9Mo3Cr4V，這是中國近幾年發展起來的新品種。強度 及熱塑性略高於 W6Mo5Cr4V2，硬度為HRC63-64，與韌性 相配合，容易軋制、鍛造，熱處理工藝範圍寬，脫碳敏感性小，成本更低。這三個牌號的普通高速鋼在中國市場的比例分別為:W18Cr4V，16.5％； W6Mo5Cr4V2, 69％;W9Mo3Cr4V,11％。

高性能高速鋼
高 性能高速鋼具有更好的 硬度和熱硬性，這是通過改變高速鋼的化學成分，提高性能而發展起來的新品種。它具有更高的硬度、熱硬性，切削溫度達攝氏650度 時，硬度仍可保持在60HRC以上。耐用性為普通高速鋼的1.5-3倍，適用於製造加工高溫合金、不銹鋼、鈦合金、高強度鋼等難加工材料的刀具。
主要品種有4種，分別為高碳系高速鋼、高釩系高速鋼、含鈷系高速鋼和鋁高速鋼。

‧ 高碳系高速鋼
牌號為9w18Cr4V，因含碳量高(0.9％)，故硬度、耐磨性及熱硬性都比較好。用其製造的刀具在切削不銹鋼、耐熱合金等難加工材料時，壽命顯著提高，但其抗彎強度為3000MPa，衝擊韌性較低，熱處理工藝要求嚴格。

‧ 高釩系高速鋼
牌號有W12Cr4V4Mo及W6Mo5Cr4V3(美國牌號M3)，含釩量達3-4％，使耐磨性大大提高，但隨之帶來的是可磨性變差。高釩系高速鋼的使用及發展還需要依賴於磨削工藝及砂輪技術的發展。

‧ 鈷高速鋼
牌 號有W2Mo9Cr4VCo8(美國牌號M42)。其特點為：含釩量不高(1％)，含鈷量高(8％)，鈷能促使碳化物在淬火加熱時更多地溶解在基體內， 利用高的基體硬度來提高耐磨性。這種高速鋼硬度、熱硬性、耐磨性及可磨性都很好。熱處理硬度可達67-70HRC，但也有採取特殊熱處理方法，得到67- 68HRC硬度，使其切削性能(特別是間斷切削)得到改善，提高衝擊韌性。鈷高速鋼可製成各種刀具，用於切削難加工材料效果很好，又因其磨削性能好，可制 成複雜刀具，國際上用得很普遍。但中國鈷資源缺乏，鈷高速鋼價格昂貴，約為普通高速鋼的5-8倍。

‧ 鋁高速鋼
牌 號為 W6Mo5Cr4V2Al、W6Mo5Cr4V5SiNbAl等,主要加入鋁(Al)和硅(Si)、鈮(Nb)元素，來提高熱硬性、耐磨性。適合中 國資源情況，價格較低。熱處理硬度可達到68HRC，熱硬性也不錯。但是這種鋼易氧化及脫碳，可塑性、可磨性稍差，仍需改進。國際市場上高性能高速鋼使用 量已經超過普通高速鋼25-30％。

粉末冶金高速鋼
粉末冶金高速鋼及其製品。
近 幾年來高速鋼 的最大變革就是發展了粉末冶金高速鋼，它的能優於熔煉高速鋼。用高壓氬氣或氮氣霧化熔融高速鋼水，得到細小高速鋼粉末，篩選後為0.4mm 以下的顆粒；在真空(0.04Hg)狀態下，密閉燒結達到密度65％；再在1100℃高溫、300MPa高壓下製成密度100％的鋼坯，然後鍛軋成鋼材， 這樣有效地解決了熔煉高速鋼在鑄錠時要產生粗大碳化物偏析的問題，而它無論截面多大，其碳化物級別均為一級。碳化物晶粒極細，小於0.002mm，而熔煉 高速鋼碳化物晶粒為0.008-0.02mm。

牌號為APM T15的粉末冶金高速鋼，它的強度、韌性分別是同化學成分的熔煉高速鋼的2倍及2.5倍。儘管含釩量達5％，但由於碳化物晶粒細，可磨性依然很好。高溫熱硬度也比熔煉高速鋼提高0.5-1HRC。

又由於其物理機械性能高度各向同性，淬火變形小。碳化物顆粒均勻分佈的表面較大，不易從刀具的切削刃上剝落，小尺寸刀具耐磨性提高1.5-2倍，大尺寸刀具提高20-30％。
粉末冶金高速鋼具有良好的力學性能，適合製造：間斷切削條件下易崩刃的刀具、強度高而切削刃又必須鋒利的刀具，如插齒刀、滾刀、銑刀，高壓動載荷下使用的刀具。

它的碳化物偏析小，晶粒細，可磨性好，適合製造：大尺寸刀具、精密刀具、複雜刀具。這類材料的高溫熱硬度高，又適合製造難加工材料所用的刀具，確實是面面俱到。

粉 末冶金高速鋼生產過程較複雜，造價較高。中國鋼廠提供的品種較少，市場用量也很少。國際上著名鋼廠如美國Crucible公司已可提供近二十種粉末冶金 高速鋼，日本神戶制鋼所、日立金屬公司均可提供近十種粉末冶金高速鋼，供應量也在迅速增長。日本著名的OSG公司用粉末冶金高速鋼製造了鑽頭、銑刀、絲 錐，NACHI公司製造了滾刀、插齒刀、剃齒刀。有理由相信技術性能高的粉末冶金高速鋼將會得到更廣泛的應用，為金屬加工業帶來新的發展。

高速鋼的市場定位及發展趨勢
高速鋼材料按製造工藝可分為熔煉高速鋼及粉末冶金高速鋼。
自 二十世紀初發現高速鋼以來，對現代工業發展起到了重要作用。可以說沒有高速鋼，就沒有現代的金屬加工業。儘管六十年代起，硬質合金等材料崛起，但是對於 製造形狀複雜、磨削困難的刀具，如拉刀、剃齒刀、插齒刀等，高速鋼始終處於主導地位。特別是要求刀具具備高韌性時，就非高速鋼莫屬了。

高 速鋼的主 要應用領域是機械和工具製造業，必然要適應這個行業的發展，近幾年來機械加工採用了高速度的數控機床，例如加工中心、車削中心等，金屬切削速度 越來越快，要求刀具必須具有高速使用性能，即熱硬性、耐磨性、衝擊韌性要好，因此，廠家紛紛研發符合上述要求的高速鋼材料。

在機加工費用中，材料約占15-20％，刀具約占25-35％。用戶對刀具的選用也越來越趨向合理，即選用性能與價格比好的刀具。

高速鋼刀具占主導地位的領域，如精密零件、複雜零件、成形加工零件的市場也越來越大，對可磨性的要求也越來越高。

高速鋼-走過一個世紀的鋼種，應瞄準特定市場空間，提高自身技術含量，去抗衡其它材料的挑戰。

中國常用高速鋼材料性能表(本站整理)
中國牌號
習慣名稱
相似ISO牌號
淬、回火硬度HRC
抗彎強度MPa
衝擊韌性
MJ/m2
600℃下的硬度HRC
W18Cr4V
T1
HS18-0-1
62-65
3430
0.29
50.5
W6Mo5Cr4V2
M2
HS6-5-2
63-66
3500-4000
0.30-0.40
47-48
W6Mo5Cr4V3
M3
HS6-5-3
65-67
3200
0.25
51.7
W9Mo3Cr4V
64-66
4000-4500
0.35-0.40
W6Mo5Cr4V2Co5
HS6-5-2-5
65-66
3000
0.30
54
W10Mo4Cr4V3Co10
HS10-4-3-10
67-69
2350
55.5
W2Mo9Cr4V2Co8
HS2-9-2-8
66-68
2700-3800
0.23-0.35
55
W7Mo4Cr4V2Co5
M41
HS7-4-2-5
66-68
2500-3000
0.23-0.35
54
W12Cr4VCo5
HS12-0-1-5
66-68
3000
0.25
54
W6Mo5Cr4V2Al
501鋼
66-69
3000-4100
0.25-0.30
55-56
110W1.5Mo9.5Cr4VCo8
M42
67-69
2650-3730
0.23-0.29
55.2
W10Mo4Cr4VAl
5F6鋼
68-69
3010
0.20
54.2


隨 著少無切削和精密成形技術在我國的快速發展，對模具材料的性能要求越來越高，一些五十年代以來長期沿用的老鋼種已不能完全滿足要求。為此，國內一些大學、 研究所、鋼廠和模具使用單位相繼開發了許多具有優良性能的模具鋼，使國內模具的使用壽命得到了很大提高，並使我國模具鋼的鋼種系列逐漸得到了補充和完善。


1． 冷作模具鋼的開發情況
對 冷作模具材料的主要性能要求是：良好的耐磨性，足夠的強度和韌性，高的疲勞壽命，良好的抗擦傷和咬合性能以及良好的工藝性能。九十年代以前，國內常用的 冷作模具鋼有：碳素工具鋼T1OA，合金工具鋼9SiCr、9Mn2V、CrWMn、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、5CrW2Si；高速工具鋼 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2；軸承鋼GCr15；彈簧鋼60Si2Mn，滲碳鋼20Cr、12CrNi3A；不銹鋼3Crl3等。其中用量最大 的是 C r12、Cr12MoV、T10A、CrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCr15、60Si2Mn和 W18Cr4V。為滿足生產要求，國內先後研究開發了一系列新型冷作模具鋼。


1．1高強韌耐磨鋼
Cr12系列冷 作模具鋼是較廣泛採用的鋼種系列，具有良好的淬透性和耐磨性，但共晶碳化物偏析較嚴重，韌性較差，淬火後異常變形較大。為彌補此類鋼的性能 缺陷，國內先後開發了一些高強韌耐磨鋼，如7 Cr7Mo2V2Si(代號 L D)、Cr8WmoV3Si(代號 ER5)、9 Cr6W3Mo2V2 (代號 GM)、Cr8MoV2Ti、80Cr7Mo3W2V等。與 Cr12、Cr12MoV相比，此類鋼的碳和鉻的含量較低，改善了碳化物不均性，提高了韌性；適當增加了 W、Mo、V等合金元素的含量，從而增強了二次硬化能力，提高了耐磨性。所以，此類鋼在具有良好的強韌性的同時，還有優良的耐磨性和較好的綜合性能，主要 用於製造承受應力較大、要求高強韌性和耐磨損的各類冷作模具。


7Cr7Mo2V2Si，代號LD，最初是針對冷鐓模具而研製的。 其碳含量低於 G．Steven推薦的'平衡碳'規律，使鋼在具有高硬度的同時，又具有較好的韌性；加入Cr、Mo、V元素，有利於二次硬化，保證鋼具有較高的硬度、強 度和良好的耐磨性；加入一定量的 Si，以強化基體，提高回火穩定性。LD鋼常用的熱處理工藝是1100～1150℃ 淬火，530～570℃ 回火，回火後硬度 HRC57～63。1100℃淬火後的組織為細針馬氏體十殘留奧氏體十剩餘碳化物，晶粒度10.5級。 l100℃ 淬火、570℃回火後的組織為回火馬氏體十殘餘碳化物。 LD鋼已被廣泛應用於製造冷鍛、冷沖、冷壓、冷彎等承受衝擊、彎曲應力較大，又要求耐磨損的各類冷作模具。


Cr8MoWV3Si， 代號 ER5，在具有較高強韌性的同時，又具有突出好的耐磨性。該鋼在回火過程中瀰散析出的特殊碳化物，是 ER5比 Crl2系鋼具有更高強韌性和耐磨性的重要原因。ER5鋼適用於製造承受衝擊力較大，衝擊速度較高的精密冷沖，重載冷沖以及要求高耐磨的其他冷作模具。


9Cr6W3Mo2V2， 代號GM，也是以提高耐磨性為主要目的而研製的高耐磨冷作模具鋼。該鋼通過 Cr、 W、Mo、V等碳化物形成元素的合理配比，並根據'平衡碳'規律配碳，使鋼具有最佳的二次硬化能力及抗磨損能力，同時又保持了較高的強韌性和良好的冷熱加 工性能，適用於製造沖裁、冷擠、冷鍛、冷剪、高強度螺栓滾絲輪等精密、高耐磨冷作模具。


1．2高速鋼基體鋼
高 速 鋼基體鋼具有相當於正常淬火高速工具鋼的基本成份．並允許鋼中保留5％左右的過剩碳化物，另外再適當增加或減少某些元素的含量。此類鋼有效地解決了高 速鋼碳化物不均勻分佈和韌性較差的問題，鋼的抗彎強度、韌性、塑性和疲勞抗力高於高速鋼，但耐磨性低於高速鋼，用於製造要求高強度和足夠韌性的冷擠壓、冷 沖、冷鐓等模具。由於高速鋼基體鋼的紅硬性好，所以也用於製造熱作模具。國內研製的高速鋼基體鋼有：65Cr4W3Mo2VNb（簡稱65Nb）、 60Cr4Mo3Ni2WV（代號CG-2）、5Cr4Mo3SiMnVA1（代號O12A1）、65W8Cr4VTi（代號LMI）、 65Cr5Mo3W2VSiTi（代號LMZ）等。


65Cr4W3Mo2VNb，其基體成份相當於淬火後的W6Mo5Cr4V2 鋼，但碳含量較一 般基體鋼高，以增加碳化物量和提高耐磨性。加入 0.2～0.35％ Nb，以提高鋼的強韌性和改善工藝性。65Nb用於製造冷擠壓、厚板冷沖、冷鐓等承受較大載荷的冷作模具，也可用於溫熱擠壓模具。


1．3低合金冷作模具鋼
國內開發的低合金冷作模具鋼中，有7CrSiMnMoV（代號CH）、
6CrMnNiMoVSi（代號GD）、 6CrMnNiMoVWSi（DS）、CrNiWMoV等。這些鋼的淬透性好，淬火溫度較低，熱處理變形小，價格低，具有較好的強度和韌性的配合，適用於製造精度複雜模具。


7CrSiMnMoV， 代號CH，在820～1000℃淬火，可獲得HRC60以上的硬度，是一種空淬微變形鋼，可以火焰加熱空冷淬硬。該鋼的耐磨性儘管 比Cr12MoV差，但比9Mn2V和T10A好；抗彎強度、抗壓強度和衝擊韌性都優於Cr12MoV和9Mn2V；熱處理後的變形量和常用的 Cr12MoV、Cr2Mn2SiWMoV、Cr4W2MoV等鋼相當。 CH鋼具有良好的強韌性和良好的工藝性，可用於代替T10A、9Mn2V、CrWMn、GCr15、Cr12MoV等製造對強韌性要求較高的冷作模具，如 沖孔凸模、中薄鋼板（2～5mm厚）的修邊落料模等。由於該鋼可以採用火焰加熱空冷淬硬，所以也用於製造要求表面火焰淬火的部分汽車模具。 6CrMnNiMoVSi，代號GD，較CH鋼增加了0.85％左右的Ni，進一步強韌化了基體。該鋼的淬火溫度範圍較寬，淬透性好，也可火焰加熱空冷淬 火，具有良好的強韌性。當用於製造易崩及斷裂的冷沖模具時，模具壽命較高。


． 4無磁高強度模具鋼
電子工業中的 部分磁性元件需用無磁性的模具生產，7Mnl5Cr2A13V2WMo鋼的導磁係數很低，強度、耐磨性也良好，但切削加工比較困難。國內開發 的無磁模具鋼有18Mn12Crl8NiN（代號A18）、8Mnl5Cr18（代號WCG）、50Mnl8Cr4WN（簡稱 50Mn）等。其中50Mn具有低磁導率（μ＜1.1H／m），較高強度和良好的加工性能，經1020～1070℃（水冷）固溶處理後，硬度HRC30左 右。再經過590℃士10℃時效，硬度上升至HRC35左右。


2．熱作模具鋼的開發情況熱作模具大體分為熱鍛模、熱擠壓模、壓鑄 模和沖裁模。 5CrMnMo、5CrNiMo和3Cr2W8V是熱作模具鋼中應用量仍然 較大的鋼種。5CrNiMo主要用於厚度300～400mm的大中型鍛模，5CrMnMo適用於厚度在250mm以下的小型鍛模。但當用於更大截面或更高 溫度時，這兩種鋼存在淬透性、熱穩定性、熱疲勞性及耐磨性不夠的問題。3Cr2W8V的高溫強度較高，但鋼的熱疲勞性較差，韌性也不高，用於壓鑄模具和 鋁、銅合金熱擠壓模具時，模具的使用壽命都較低。國內在熱作模具方面先後開發了幾十種鋼。


2． l大截面熱鍛模具鋼為彌補5CrMnMo和5CrNiMo在較大截面和較高溫度時熱穩定性、熱疲勞性及淬透性不夠的缺陷，內開發了 45Cr2NiMoVSi（簡稱45Cr2）、5Cr2NiMoVSi（簡稱5Cr2）、3Cr2MoWVNi、3Cr2MoVNi（代號B2） 等大截面熱鍛模具鋼。與5CrNiMo相比，45Cr2和5Cr2中既含有較高的Cr和Mo，又加入了少量的V，使 CCT曲線上的高溫轉變區上移，低溫轉變區顯著右移，提高了鋼的淬透性。截面尺寸在500*500mm以下的模具經970-990℃淬火， 650～680℃回火後，硬度可達HRC36-44。45Cr2和5Cr2還具有二次硬化能力，它們的高溫強度較5CrNiMo鋼高50％，熱穩定性高出 100～150℃，衝擊韌性則相當。另外，鋼的熱磨損性、熱疲勞性及抗熱裂紋擴展的能力也強於5CrNiMo。這二種鋼用於12000t以下機械壓力機模 具及16t以下模鍛模具，模具的使用壽命是5CrNiMo鋼製造的同種模具壽命的數倍。


2．2中小熱鍛模具鋼
中 小熱鍛模具的表面溫度可達600℃以上，5CrMnMo和5CrNiMo的高溫性能顯然不能滿足要求。3Cr2WSV鋼的高溫強度較高，但韌性及熱疲勞 性能較差。為此，國內較早開發了2Cr3Mo3VNb、4Cr3Mo2MnVB（代號ER8）等3％Cr-3％Mo和3％Cr-2％Mo型的中碳鉻系高強 度熱作模具鋼，其中3Cr3Mo3VNb是根據形成合金碳化物所需的碳量對2Cr3Mo3VNb做進一步成份調整而來的。這二種鋼中加人了3％左右的 Mo，既能提高鋼的淬透性和防止出現回火脆性，又能提高鋼的熱穩定性。加人V和Nb則可起到細化晶粒，降低鋼的過熱敏感性作用。因此，鋼的淬透性高，淬火 加熱溫度範圍寬，過熱敏感性低，具有高溫強度高、熱穩定性好、塑性韌性好、冷熱疲勞性能好、熱磨損性能好等優點，用於製造不銹鋼（2Crl3）等熱鍛模， 軸承凹模和輥鍛模，都取得了良好的使用效果。

4Cr3Mo3W4VNb， 代號GR，除Cr、Mo、V和Nb外，又加入了4％W，所以鋼的高溫強度和熱穩定性得到了進一步 提高，是中碳鉻系熱作模具鋼中高溫強度較高，熱穩定性較好的鋼種。該鋼還具有良好的冷熱疲勞性能，該鋼適用於製造工作溫度600-700C℃的淺型腔中小 鍛模，也可用於銅合金熱擠壓模具。


除以上 30Cr-30Mo型熱作模具鋼外，國內先後開發的5％Cr系中碳中合金熱作模具鋼已較大量用於熱鍛模具，如4Cr5MoVSi、 4Cr5MoV1Si等，其中4Cr5MoV1Si具有優異的韌性和良好的冷熱疲勞性能，適用於製造工作溫度在600℃以下，對韌性和塑性要求較高的模 具。如用4Cr5MoV1Si代替5CrNiMo、 5CrMnMo製造汽車連桿、曲軸鍛模，模具的使用壽命得到了明顯提高；用於製造鋁合金壓鑄模具和鋁型材擠壓模具，模具的使用壽命較高。另外，該鋼還可作 塑料模具鋼使用。目前，4Cr5MoV1Si鋼的優良性能已在國內得到了廣泛認可，應用量已較大。許多大學、研究院所和鋼廠不惜花重金對該鋼做研究和生產 質量改進工作，並就此打出了自己的優質品牌。


2．3壓鑄模具鋼
在有色金屬壓鑄中，3Cr2W8V曾是應用廣泛的模具鋼， 5CrNiMo、 5CrMnMo、3Cr2Mo等中碳低合金鋼也作為鋁鋅合金壓鑄模具鋼使用。 3Cr2W8V的冷熱疲勞性能較差，模具的使用壽命不高。國內為此先後開發了幾個新型模具鋼，如4Cr3Mo2MnVNbB（代號Y4）和 4Cr5Mo2MnVSi（代號Y10）等。


4Cr3Mo2MnVNbB（代號Y4），最初就是針對銅合金壓鑄模具而研製的。該 鋼通過合理的成份 配比，使其在達到高的熱強性及熱穩定性的同時，又保持 了良好的韌性和塑性，抗冷熱疲勞性能明顯優於3Cr2W8V，模具的使用壽命較3Cr2W8V製造的模具的使用壽命有明顯提高。該鋼也可用於製造熱擠壓和 中小熱鍛模具。


4Cr5Mo2MnVSi（代號Y10），是針對鋁合金壓鑄模具而研製的，與3Cr2W8V鋼相比，該鋼具有抗冷 熱疲勞性能好、熱 處理變形小、抗鋁溶損性 能好等優點，模具的使用壽命普遍比3Cr2W8V鋼製造的模具的使用壽命提高一倍以上。該鋼還可用於製造工作溫度在600℃以下的中小熱鍛等模具。


2．4銅、鋁型材熱擠壓模具鋼
銅 合金熱擠壓模的穿孔針、底模等長時與高溫銅坯接觸，模具的使用工況較苛刻。用3Cr2W8V或4Cr5MoV1Si鋼製作此類模具，模具的使用壽命一直 較低。國內曾試圖採用奧氏體熱作模具鋼來解決此類模具壽命低的問題，但因鋼的冷熱疲勞性能較差而仍未得到圓滿解決。在此背景下，國內有關大學、研究院所和 鋼廠先後推出了可以提高此類模具使用壽命的鋼種，如4Cr3Mo2NiVNbB（代號 HD）、4Cr3Mo2MnVNbB（代號Y4）等。HD鋼較一般中碳3％Cr～2％Mo或3％Cr～3％Mo型熱作模具鋼又增加了1％左右的 Ni，進一步提高了鋼的韌性和塑性。在相同硬度（HRC43）下，其斷裂韌性比3Cr2W8V鋼高30％。用HD鋼製造的銅合金管材擠壓底模和穿孔針的使 用壽命較3Cr2W8V鋼提高一倍左右，並在軸承環熱擠沖頭和凹模、汽門擠壓底模上也有成功應用的例子。用Y4鋼製造銅合金擠壓模底模和穿孔針頂頭，模具 的使用壽命也比3Cr2W8V鋼製造的模具穩定地提高一倍以上。
鋁型材熱擠壓模平模和組合模對韌性的要求較高，4Cr5MoV1Si是首選的模具材料，已被大量推廣應用。


2． 5高溫玻璃模具鋼玻璃製品模具要求模具材料具有優良的抗高溫氧化性能和冷熱疲勞性能，良好的耐芒硝腐蝕性能，足夠高的強度，良好的拋光性能，並要易於 脫模。此類模具常用鑄鐵、合金鑄鐵或3Crl3不銹鋼製造，鋼的性能遠滿足不了實際需要。為此，國內開發了代號為GY的高溫玻璃模具鋼。該鋼是Si-Cr -Mo系預硬鋼，具有良好的冷熱疲勞性能，優異的抗氧化性能，優良的抗熱觸性能和較高的玻璃粘附溫度。該鋼在預硬後（HRC35左右）加工，加工性能良 好，尤其適用於製造玻璃熔化或成型溫度較高、表面質量要求高的玻璃製品模具。


3．塑料模具鋼的開發情況
塑料模具鋼是國內 發展得較滯後，到 目前為止仍未成完整系列的鋼種。在九十年代之前，國內常用的塑料模具鋼仍然是0.4～0.6％碳的碳素結構鋼，如45# 和40Cr，另外再以T10A、Gcrl5、CrWMn、5CrNiMO、 5CrMnMo、Cr12、Crl2MoV等作補充。國內先後開發了十餘種新型塑料模具鋼。


3．l預硬化型塑料模具鋼
為避免大、中型精密塑料模具熱處理後變形，保證模具的精度和使用性能，相繼研製開發了預硬化型塑料模具鋼。此類鋼一般是中碳低合金鋼，在調質（HRC3O-40）後切削加工成型，然後直接投入使用，主要用於製造複雜、精密和長壽命的大、中型塑料模具。


3Cr2Mo 是國內較早開發的塑料模具鋼，與AISIP20相當，目前已在許多鋼廠生產。在使用時，一般先進行預硬處理，即先850～880℃淬火， 580～640℃回火，預硬至HRC28～35的硬度，然後再進行切削加工。該鋼適用於製造大、中型精密塑料模具，如電視機、洗衣機殼體等塑料模具，並已 獲得較大量應用。另外，也可用於製造鋅合金壓鑄模具。除3Cr2Mo外，國內先後開發的5CrNiMnMoVSCa（簡稱5 NiSCa）、8Cr2MnWMoVS（簡稱8Cr2）、40CrMnVBSCa（簡稱P20BSCa）、Y55CrNiMnMoV（代號SM1）等是易 切削型預硬塑料模具鋼，在這些鋼中加人了S、Ca、 Pb、Se等元素以改善預硬鋼的加工性能。如 5NiSCa鋼預硬硬度為HRC39時，磨削力比HRC25的40Cr的磨削力還小。此類鋼不僅適用於製造大、中型精密注塑模具，還可用於製造精密冷作模 具。


3．2時效硬化型塑料模具鋼
根據製造高精度、複雜塑料模具的需要，國內先後開發的幾種時效硬化型塑料模具鋼，如 10Ni3MnCuAl（代號PMS）、25CrNi3MoAl、 Y20CrNi3AlMnMo（代號SM2）、 06Ni6CrMoVTiAl（簡稱06）等。此類鋼一般含較低的碳，含Ni、Al、Ti、Cu、MO等合金元素，在固溶後硬度較低（一般HRC  32），可以被較容易地切削加工，加工後再時效處理，以獲得所需要的使用性能。由於時效溫度低，時效後模具變形很小，所以適用於製造高精度、複雜的熱塑性 模具。


10Ni3MnCuAl，代號PMS，經850士 20℃固溶後，硬度為 HRC30～33。經 500℃左右時效後，瀰散析出硬化相Al3Ni，基體硬度隨之上升至HRC38～43。該鋼具有優良鏡面加工性能，模具表面粗糙度可達Ra0.05μm， 適用於製造要求高鏡面、高精度的各種熱塑性塑料製品模具，如光學儀器：鏡片模具，磁帶內外殼和電話機、石英鐘、車輛燈具等塑料殼體模具。

Y20CrNi3AlMnMo，代號M2，含0.1％左右的S，切削加工性能得到了改善，是一種易切削型號時效硬化塑料模具鋼。


3．3耐蝕塑料模具鋼
當較大批量地生產聚氯乙稀、氟化塑料、阻燃塑料等塑料製品時，模具需耐氟、氯等鹵族元素氣體的腐蝕，為此需在模具表面鍍鉻或直接採用耐腐蝕鋼。
國 內開發的耐腐蝕塑料模具鋼OCrl6Ni4Cu3Nb（代號PCR）屬於馬氏體沉澱硬化不銹鋼，在1050℃固溶（空冷）後得到單一的板條馬氏體組織， 硬度為HRC32～35，經480℃左右時效後，析出瀰散強化相CuNi，硬度上升到HRC39～44。該鋼在含有氟、氯等離子的腐蝕性介質中的耐蝕性明 顯優於17一4PH（OCrl7Ni4Cu4），適用於製造含氯、氟或混入阻燃劑的熱塑性塑料的注射模具。


3．4非調質塑料模具鋼
非 調質 鋼在鍛、軋後即可達到預硬，不需再進行調質處理。為改善切削加工性能，有些鋼中還添加了適量的 P、S和 Ca。國內對非調質塑料模具鋼的開發較晚，25CrMnVTiSCaRE（代號FT）、2Cr2MnMoVS和2Mn2CrVCaS即是近幾年開發的新鋼 種。鍛、軋空冷後，FT鋼Φ100mm圓鋼的硬度可以達到HRC30～35。


4．國內模具鋼開發與應用中存在或需要解決的主要問題
目前，我國模具新鋼種的推廣應用工作還存一些需要解決的問題：
（l）缺乏有關指導性強、實用的技術資料，給用戶合理選擇和使用新鋼種帶來了困難。
（2）除4Cr5MoV1Si、3Cr2Mo等個別鋼種已獲較大量應用外，一些性能優良的鋼種的生產和應用量仍太少。
（3）鋼的質量不夠穩定。直接影響了鋼的性能的發揮和新鋼種的推廣應用。不斷提高鋼的純淨度、緻密度、均勻性和質量穩定性，仍是今後長期努力的方向。
（4）規格單一，絕大部分是黑皮圓鋼，用戶不得不另行改鍛。品種規格多樣化、產品精品化是今後需要盡快解決的問題之一。
（5）尚待開發具有特殊性能的鋼種，進一步完善鋼種系列，如開發粉末冶金模具鋼，補充完善塑料模具鋼系列，建立陶瓷、耐火磚、地磚等成形模具用鋼等。
（6）產銷渠道不暢通，用戶甚至不知道從何處購買所需的新鋼種。

1、 碳（C）：鋼中含碳量增 加，屈服點和抗拉強度升高，但塑性和衝擊性降低，當碳量0.23％超過時，鋼的焊接性能變壞，因此用於焊接的低合金結構鋼，含碳量一般不超過0.20％。 碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場的高碳鋼就易銹蝕；此外，碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。

　　2、硅（Si）：在煉鋼過 程中加硅作為還原劑和脫氧劑，所以鎮靜鋼含有0.15－0.30％的硅。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60％,硅就算合 金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點和抗拉強度，故廣泛用於作彈簧鋼。在調質結構鋼中加入1.0－1.2％的硅，強度可提高15－20％。硅和鉬、 鎢、鉻等結合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，可製造耐熱鋼。含硅1－4％的低碳鋼，具有極高的導磁率，用於電器工業做矽鋼片。硅量增加，會降低鋼的焊接 性能。

　　3、錳（Mn）：在煉鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳0.30－0.50％。在碳素鋼中加入0.70％以上 時就算「錳鋼」，較一般 鋼量的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能，如16Mn鋼比A3屈服點高40％。含錳11－14％的鋼有極高的 耐磨性，用於挖土機鏟鬥，球磨機襯板等。錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能。

　　4、磷（P）：在一般情況下，磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小於0.045％，優質鋼要求更低些。

　 　5、硫（S）：硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時造成裂紋。硫對焊接性能也不利，降低耐腐蝕性。所 以通常要求硫含量小於0.055％，優質鋼要求小於0.040％。在鋼中加入0.08-0.20％的硫，可以改善切削加工性，通常稱易切削鋼。

　　6、鉻（Cr）：在結構鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性，但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。

　　7、鎳(Ni)：鎳能提高鋼的強度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸鹼有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。但由於鎳是較稀缺的資源，故應盡量採用其他合金元素代用鎳鉻鋼。

　　8、 鉬(Mo)：鉬能使鋼的晶粒細化，提高淬透性和熱強性能，在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應力，發生變形，稱蠕變)。結構鋼中加入鉬，能提高機械性能。 還可以抑制合金鋼由於火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。
9、鈦(Ti)：鈦是鋼中強脫氧劑。它能使鋼的內部組織緻密，細化晶粒力；降低時效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當的鈦，可避免晶間腐蝕。

　　10、釩(V)：釩是鋼的優良脫氧劑。鋼中加0.5％的釩可細化組織晶粒，提高強度和韌性。釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。

　　11、鎢(W)：鎢熔點高，比重大，是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢，可顯著提高紅硬性和熱強性，作切削工具及鍛模具用。

　　12、鈮(Nb)：鈮能細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強度，但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。鈮可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮，可防止晶間腐蝕現象。

　　13、鈷(Co)：鈷是稀有的貴重金屬，多用於特殊鋼和合金中，如熱強鋼和磁性材料。

　　14、銅(Cu)：武鋼用大冶礦石所煉的鋼，往往含有銅。銅能提高強度和韌性，特別是大氣腐蝕性能。缺點是在熱加工時容易產生熱脆，銅含量超過0.5％塑性顯著降低。當銅含量小於0.50％對焊接性無影響。

　 　15、鋁(Al)：鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細化晶粒，提高衝擊韌性，如作深沖薄板的08Al鋼。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能， 鋁與鉻、硅合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。

　　16、硼(B)：鋼中加入微量的硼就可改善鋼的緻密性和熱軋性能，提高強度。

　　17、氮(N):氮能提高鋼的強度，低溫韌性和焊接性，增加時效敏感性。

　 　18、稀土(Xt)：稀土元素是指元素週期表中原子序數為57-71的15個鑭系元素。這些元素都是金屬，但他們的氧化物很像「土」，所以習慣上稱稀 土。鋼中加入稀土，可以改變鋼中夾雜物的組成、形態、分佈和性質，從而改善了鋼的各種性能，如韌性、焊接性，冷加工性能。在犁鏵鋼中加入稀土，可提高耐磨 性。

一、冷作模具鋼
冷作模具鋼包括製造沖截用的模具（落料沖孔模、修邊模、沖頭、剪刀）、冷鐓模和冷擠壓模、壓彎模及拉絲模等
1.冷作模具鋼的工作條件及性能要求
冷作模具鋼在工作時．由於被加工材料的變形抗力比較大，模具的工作部分承受很大的壓力、彎曲力、衝擊力及摩擦力。因此，冷作模具的正常報廢原因一般是磨損．也有因斷裂、崩力和變形超差而提前失效的。
冷 作模具鋼與刃具鋼相比．有許多共同點。要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗彎強度和足夠的韌性，以保證沖壓過程的順利進行、其不同之處在於模具形狀及加I 工藝複雜．而且摩擦面積大．磨損可能性大．所以修磨起來困難。因此要求具有更高的耐磨化模具工作時承受沖壓力大．又由於形狀複雜易於產生應力集中，所以要 求具有較高的韌性；模具尺寸大、形狀複雜．所以要求較高的淬透性、較小的變形及開裂傾向性。總之，冷作模具鋼在淬透性、耐磨性與韌性等方面的要求要較刃具 鋼高一些．而在紅硬性方面卻要求較低或基本上沒要求（因為是冷態成形），所以也相應形成了一些適於做冷作模具用的鋼種，例如，發展了高耐磨、微變形冷作模 具用鋼及高韌性冷作模具用鋼等。下面結合有關鋼種選用進一步說明。
2.鋼種選擇
通常接冷作模具的使用條件，可以將鋼種選擇分為以下四種情況：
（1） 尺寸小、形狀簡單、輕負荷的冷作模具。例如．小沖頭，剪落鋼板的剪刀等可選用T7A、 T8A、T10A、T12A等碳素工具鋼製造。這類鋼的優點是；可加工性好、價格便宜、來源容易。但其缺點是：淬透性低、耐磨性差、淬火變形大。因此，只 適於製造一些尺寸小、形狀簡單、輕負荷的工具以及要求硬化層不深並保持高韌性的冷像模等。
（2）尺寸大、形狀複雜、輕負荷的冷作模具。常用的鋼種有9SiCr、CrWMn、GCr15及 9Mn2V等低合金刃具鋼。這些鋼在油中的淬透直徑大體上可達40mm以上。其中9Mn2V鋼是我國近年來發展的一種不含Cr的冷作模具用鋼．可代替或部分代替含Cr的鋼。
9Mn2V鋼的碳化物不均勻性和淬火開裂傾向性比CrWMn鋼小、脫碳傾向性比9SiCr鋼小，而淬透性比碳素工具鋼大．其價格只比後者高約30％因此是一個值得推廣使用的鋼種。
但9Mn2V鋼也存在一些缺點如衝擊韌性不高，在生產使用中發現有碎裂現象．另外回火穩定性較差，回火溫度一般不超過180℃在200℃回火時抗彎強度及韌性開始出現低值。
9Mn2V鋼可在硝鹽、熱油等冷卻能力較為緩和的淬火介質中淬火。對於一些變形要求嚴格而硬度要求又不很高的模具，可採用奧氏體等溫淬火。
（3）尺寸大、形狀複雜重負荷的冷作模具。須採用中合金或高合金鋼．如Cr12Mo、 Crl2MoV、 Cr6WV Cr4W2MoV等，另外也有選用高速鋼的。
近年來用高速鋼做冷作模具的傾向巴日趨增大、但應指出，此時已不再是利用高速鋼所特有的紅硬性長處．而用它的高淬透性和高耐磨性。為此．在熱處理工藝上也應有所區別。
選用高速鋼做冷模具時．應採用低溫淬火．以提高韌性。例如 W18Cr4V鋼做刃具時常用的淬火溫度為1280-1290℃。而做冷作模具時，則應採用1190℃的低溫淬火。又如 W6Mo5Cr4V2鋼．採用低溫淬火後可使壽命大大提高、特別是顯著減少了折損率。
〔4) 受衝擊負荷且刀間單薄的冷作模具。如上所述．前三類冷作模具用鋼的使用性能要求均以高耐磨性為主為此均採用高碳過共析鋼乃至榮氏體鋼。而對有的冷作模具加 切邊樓、沖裁模等．其對口單薄．使用時又受衝擊負荷作用則應以要求高的衝擊韌性為主。為了解決這一矛盾．可採取以下措施．①降低合碳量．採用亞共折鋼．以 避免由於一次及二次碳化物而引起鋼的韌性下降；②加入Si．、Cr等合金元素．以提高鋼的回火穩定性和回火溫度（240一270℃回火）這樣有利於充分消 除淬火應力使嘰提高．而又不致降低硬度；②加入W等形成難熔碳化物的元素以細化晶粒、提高韌性。常用的高韌性冷作模具用鋼有6SiCr、 4CrW2Si；、5CrW2Si等。
3.充分發揮冷作模具鋼性能潛力的途徑
在用Cr12 型鋼或高速鋼做冷作模具時，一個很突出的問題是鋼的脆性大．使用中易開裂。為此，必須用充分鍛打的方法細化碳化物．除此之外應發展新鋼種。發展新鋼種的著 眼點，應是降低鋼的含碳量及碳化物形成元素的數量。近年來國內研製並推廣以下幾種新鋼種、如表4.11所示。
Cr4W2MoV 鋼具有高硬巨、高耐磨性和淬透性好等優點．並具有較好的回火穩定性及綜合力學性能．用干製造硅鋼片沖模等．可使壽命比Cr12MoV鋼提高1~3倍以上但 此鋼鍛造溫區範圍較窄，鍛造河縣開裂．應嚴格控制鍛造溫度和操作規認Cr2Mn2SiWMoV鋼淬火溫度低、淬火變形小、淬透性高．有空淬微變形模具鋼之 稱7W7Cr4MoV鋼可代W18Cr4V和Cr12MoV鋼．其特點是鋼的碳化物不均勻性和韌性得到很大的改善。
二、熱作模具鋼
1.熱作模具的工作條件
熱作模具包括錘鍛模、熱擠壓模和壓鑄模三類。如前所述．熱作模具工作條件的主要特點是與熱態金屬相接觸、這是與冷作模具工作條件的主要區別。因此會帶來以下兩方面的問題：
（l） 模腔表層金屬受熱。通常錘鍛模工作時．其模腔表面溫度可達300~400℃以上熱擠壓模可達500一800℃以上；壓鑄模模腔溫度與壓鑄材料種類及澆注溫 度有關。如壓鑄黑色金屬時模腔溫度可達1000℃以上。這樣高的使用溫度會使模腔表面硬度和強度顯著降低，在使用中易發生打垛。為此．對熱模具鋼的基本使 用性能要求是熱塑變抗力高，包括高溫硬度和高溫強度、高的熱塑變抗力，實際上反映了鋼的高回火穩定性。由此便可以找到熱模具鋼合金化的第一種途徑，即加入 Cr、W、Si．等合金元素可以提高鋼的回火穩定性。
（2）模腔表層金屬產生熱疲勞（龜裂）。熱模的工作特點是具有間歇 性．每次使熱態金屬成形後都要用水、油、空氣等介質冷卻模腔的表面。因此．熱模的工作狀態是反覆受熱和冷卻，從而使模腔表層金屬產生反覆的熱脹冷縮，即反 復承受拉壓應力作用．其結果引起模腔表面出現龜裂，稱為熱疲勞現象，由此，對熱模具鋼提出了第二個基本使用性能要求．即具有高的熱疲勞抗力。一般說來，影 響鋼的熱疲勞抗力的因素主要有：
①鋼的導熱性。鋼的導熱性高，可使模具表層金屬受熱程度降低，從而減小鋼的熱疲勞傾向性。 一般認為鋼的導熱性與合碳量有關，含碳量高時導熱性低，所以熱作模具鋼不宜採用高碳鋼。在生產中通常採用中碳鋼（C0.3％5~0.6％）合碳量過低．會 導致鋼的硬度和強度下降．也是不利的。
②鋼的臨界點影響。通常鋼的臨界點（Acl）越高．鋼的熱疲勞傾向性越低。因此．一般通過加入合金元素Cr、W、Si、引來提高鋼的臨界點。從而提高鋼的熱疲勞抗力。
2.常用熱作模具用鋼
（1）錘鍛模用鋼。一般說來，錘鍛模用鋼有兩個問題比較突出一是工作時受衝擊負荷作用．故對鋼的力學性能要求較高，特別是對塑變抗力及韌性要求較高；二是錘鍛模的截面尺寸較大（＜400mm）故對鋼的淬透性要求較高，以保證整個模具組織和性能均勻。
常 用錘鍛樓用鋼有5CrNiMo、 5CrMnMo、 5CrNiW、 5CrNiTi及5CrMnMoSiV等。不同類型的錘眼模應選用不同的材料。對特大型或大型的錘鍛模以5CrNiMo為好．也可採用5CrNiTi、 5CrNiW或5CrMnMoSi等。對中小型的錘鍛模通常選用5CrMnMO鋼。
（2）熱擠壓模用鋼，熱擠壓模的工作特 點是加載速度較慢，因此，模腔受熱溫度較高，通常可達500一800℃。對這類鋼的使用性能要求應以高的高溫強度(即高的回火穩定性）和高的耐熱疲勞性能 為主。對ak及淬透性的要求可適當放低。一般的熱擠壓模尺寸較小，常小於 70~90 mm。
常用的熱擠壓模有4CrW2Si、3Cr2W8V及5％Cr型等熱作模具鋼．其化學成分如表4.16所示。
其中4CrW2Si．既可做冷作模具鋼，又可做熱作模具鋼．由於用途不同，可採用不同熱處理方法。作冷模時採用較低的淬火溫度（870—900℃）及低溫或中溫回火處理；作熱模時則採用較高的淬火溫度（一般為950一1000℃）及高溫回火處理。
（3） 壓鑄模用鋼。從總體上看，壓鑄模用鋼的使用性能要求與熱擠壓模用鋼相近，即以要求高的回火穩定性與高的熱疲勞抗力為主。所以通常所選用的鋼種大體上與熱擠 模用鋼相同．如常採用4CrW2Si．和3Cr2W8V等鋼。但又有所不同如對熔點較低Zn合金壓鑄模．可選用40Cr、30CrMnSi及40CrMo 等；對Al和Mg合金壓鑄模，可選用4CrW2Si、4Cr5MoSiV 等對Cu合金壓鑄模．多採用3Cr2W8V鋼。

近年來．隨著黑色金屬壓鑄工藝的應用，多採用高熔點的鋁合金和鎳合金．或者對3Cr2W8V鋼進行Cr-Al-SI三元共滲，用以製造黑色金屬壓鑄模。最近國內外還正在試驗採用高強度的銅合金作黑色金屬的壓鑄模材料。


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雖 然在普通車床上對不銹鋼類材料進行粗加工、半精加工和精加工，已不是太困 難的事情。但是，在高生產率的數控車床上，怎樣解決不銹鋼材料切削中存在的切削力大、溫度高、刀具磨損嚴重、耐用度低、加工表面質量差、生產率低等問題， 在一次切削加工就可達到圖樣的要求，還是不容易達到。筆者在加工3Cr13不銹鋼材料過程中，從刀具材料的選擇、刀具幾何角度、結構的確定、切削用量的選 取，毛坯的供應狀態、潤滑和冷卻劑的選用等方面進行了反覆試驗，取得了一定的成功經驗。

1 3Cr13不銹鋼數控車削特點及分析

在不銹鋼零件試加工時，首先筆者按車削普通碳鋼的工藝方法對3Cr13鋼進行了車削試驗，結果是刀具磨損嚴重，生產率低，零件表面質量達不到要求。
比 較3Cr13鋼、40號鋼、45號鋼等碳素結構鋼的機械性能，3Cr13鋼的強度、延伸率、斷面收縮率、衝擊性能等指標都比40號鋼、45號鋼高，是一種 強度高、塑性好的中碳馬氏體不銹鋼。由於切削時加工硬化嚴重，切削抗力大，切削溫度高，引起刀具磨損嚴重，使磨刀次數增多，增加了停機時間和機床調整時 間，降低了生產率。又由於容易粘刀，產生積屑瘤，引起工件尺寸的變化並影響表面粗糙度，而且切屑不易捲曲和折斷，又損傷工件已加工表面，直接影響零件的質 量。所以，不能用切削45號鋼的工藝來切削3Cr13鋼。也不能把普通車床上的加工方法照搬到數控車床上來。因為一般數控車床裝刀較少，要求用最少的走刀 次數就能使加工表面達到要求的尺寸和表面粗糙度，以保證較高的生產率。
針對上述問題，筆者採取了以下幾項加工工藝措施。

2 車削3Cr13不銹鋼的主要加工工藝措施

    表1 不同硬度3Cr13 鋼的車削情況

    材料硬度切削用量刀具耐用度T
    (min)    加工表面
    粗糙度Ra
    μm    Vc
    (m/min)    f
    mm/r
    HB240
    (退火)    		 45～55 0.1 90～115 6.3～3.2
    HRC25～30
    (調質)    		 45～55 0.1 95～110 3.2
    HRC35～38
    (調質)    		 45～55 0.1 60～75 3.2
    表2 幾種刀具材料的切削性能對比 材料硬度切削用量刀具耐用度T
    (min)    加工表面
    粗糙度Ra
    μm    Vc
    (m/min)    f
    mm/r
    YG8 45～55 0.1 72～82 3.2
    YT14 45～55 0.1 80～95 3.2
    YW2 45～55 0.1 90～110 3.2
    6.3(切斷)
    TiC-TiCN-TiN 45～55 0.1 128～185 3.2～1.6
  1. 採用熱處理改變材料的硬度
    馬 氏體不銹鋼在熱處理後的不同硬度，對車削加工的影響很大。表1所示是用YW2材料的車刀對熱處理後不同硬度的3Cr13鋼的車削情況。可見，退火狀態的馬 氏體不銹鋼雖然硬度低，但車削性能差，這是因為材料塑性和韌性大，組織不均勻，粘附性強，切削過程易產生切削瘤，不易獲得較好的表面質量。而調質處理後硬 度在HRC30 以下的3Cr13 材料加工性較好，易達到較好的表面質量。而硬度大於HRC30 時加工出的零件，表面質量雖然較好，但刀具易磨損。所以，在材料進廠後，先進行調質處理1硬度達到HRC25～30，然後再進行切削加工。
  1. 刀具材料的選擇
    刀 具材料的切削性能關係著刀具的耐用度和生產率，刀具材料的工藝性影響著刀具本身的製造與刃磨質量。因此刀具材料宜選擇硬度高、抗粘結性和韌性好的刀具材 料。筆者在切削參數相同的條件下，對幾種材料的刀具進行了車削對比試驗，從表2可見，採用TiC-TiCN-TiN復合塗層刀片的外圓車刀，耐用度比較 高，工件表面質量好，生產率高。這是因為這種塗層硬質合金材料的刀片，具有更好的強度和韌性，又因其表面具有更高的硬度和耐磨性，更小的摩擦係數和更高的 耐熱性，而成為數控車床車削不銹鋼的良好刀具材料，是加工3Cr13不銹鋼的外圓車刀的首選材料。由於沒有這種材料的切斷刀片，通過表2的對比試驗可知， YW2硬質合金的切削性能也不錯，因此可選用YW2材料的刀片作為切斷刀。
  2. 刀具的幾何角度和結構的選取
    對 於良好的刀具材料，選擇合理的幾何角度則顯得尤為重要。加工不銹鋼時，刀具切削部分的幾何形狀，一般應從前角、後角方面的選擇來考慮。在選擇前角時，要考 慮卷屑槽型、有無倒稜和刃傾角的正負角度大小等因素。不論何種刀具，加工不銹鋼時都必須採用較大的前角。增大刀具的前角可減小切屑切離和清除過程中所遇到 的阻力。對後角選擇要求不十分嚴格，但不宜過小，後角過小容易和工件表面產生嚴重摩擦，使加工表面粗糙度惡化，加速刀具磨損。並且由於強烈摩擦，增強了不 銹鋼表面加工硬化的效應T 刀具後角也不宜過大，後角過大，使刀具的楔角減小，降低了切削刃的強度，加速了刀具的磨損。通常，後角應比加工普通碳鋼時適當大些。一般車削馬氏體不銹鋼 時，刀具前角g0取10°～20°較為適宜。後角a0取5°～8°較合適，最大不超過10°。
    此外，刃傾角ls，負的刃傾角可保護刀尖，提高刀刃強度，一般選取g0為-10°～30°。主偏角kr應根據工件的形狀、加工部位和裝刀情況來選擇。刃口表面粗糙度應為Ra0.4～0.2μm。
    在刀具結構上，對外圓車刀採用外斜式圓弧斷屑槽，靠刀尖處切屑捲曲半徑大，靠外緣處切屑捲曲半徑小，切屑翻向待加工表面而折斷，斷屑情況好。對於切斷刀，可將副偏角控制在1°以內，這樣可以改善排屑條件、延長刀具的使用壽命。
  3. 合理選擇切削用量
    切削用量對工件表面質量、刀具耐用度、加工生產率影響較大。而切削理論認為，切削速度V對切削溫度和刀具耐用度的影響最大，進給量f次之，ap最小，而在數控車床上一次走刀加工的表面，其切深量ap是 由工件尺寸與材料毛坯尺寸來決定的，一般為0～3mm。難加工材料的切削速度往往比普通鋼的切削速度低得多，因為速度的提高，就會使刀具嚴重磨損，而不同 的不銹鋼材料又有各自不同的最佳切削速度，這個最佳切削速度只能通過試驗或查閱有關資料確定。用硬質合金刀具進行加工時，一般推薦切削速度V= 60～80m/min。
    進給量f對刀具耐用度影響不如切削速度大，但會影響斷屑和排屑，從而影響工件表面的拉傷、擦傷，影響加工的表面質量。被加工表面粗糙度值不高時，f選用0.1～0.2mm/r。
    總之，對於難加工材料，一般選用較低的切削速度，中等的走刀量。
  4. 選用適當的冷卻潤滑液
    車削不銹鋼用的冷卻潤滑液，應該具有高的冷卻性能、高的潤滑性能和較好的滲透性。
    高的冷卻性能，保證能帶走大量的切削熱。不銹鋼韌性大，切削時易產生積屑瘤，惡化加工表面，這就要求冷卻潤滑液有較高的潤滑性能和較好的滲透性。常用的加工不銹鋼冷卻潤滑液有硫化油、硫化豆油、煤油加油酸或植物油、四抓化碳加礦物油、乳化液等。
    考 慮到硫對機床有一定的腐蝕作用，植物油(如豆油) 容易附在機床上結癡和變質。筆者選用了四抓化碳與機油按重量比為1：9 的混合物。其中四抓化碳滲透性好，機油的潤滑性好。試驗證明，這種冷卻潤滑液適用於表面粗糙度值要求小的不銹鋼零件的半精加工和精加工工序，特別適合於馬 氏體類不銹鋼零件的車削加工。
    採取了以上加工工藝措施，對3Cr13不銹鋼材料的加工已完全處於正常狀態。磨刀次數只有試生產時的1/3，生產效率有比較大的提高，零件質量完全達到圖樣要求。

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（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

（５）スポット対応～流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

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Kobra

Kobra

AH-1 Kobra Vertolyotu (AH-1 Cobra)- Amerika Birləşmiş Ştatları tərəfindən istehsal edilən, hərbi döyüş vertolyotu. Tədricən AH-64 Apaçi vertolyotu ilə əvəz edilməkdədir.


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貝爾 AH-1 眼鏡蛇系列
一架美國海軍的AH-1Z
類型 攻擊直升機
生產公司 貝爾直升機公司
首次飛行 1965年9月7日
服役 1967年
使用狀態 現役
主要用戶 美國海軍陸戰隊
以色列空軍
日本自衛隊
中華民國陸軍
生產年份 1967年至今
生產數量 1,116
衍生自 UH-1
衍生機型 AH-1W超級眼鏡蛇
AH-1Z蝰蛇
最初AH-1的儀表板還是傳統指針為主的類比式操作

最初AH-1的儀表板還是傳統指針為主的類比式操作

貝爾AH-1眼鏡蛇是一種攻擊直升機。AH-1的發動機、傳動和旋翼系統與UH-1相同。因型號不同，它有許多綽號，比如：休伊眼鏡蛇、海眼鏡蛇、超級眼鏡蛇、W眼鏡蛇、Z眼鏡蛇、蝰蛇或蛇。

AH-1曾經是美國陸軍的主力攻擊直升機，但現在它的位置已經被AH-64阿帕契完全取代了。但升級版的AH-1還繼續在美國海軍陸戰隊、伊朗伊斯蘭主義共和國空軍、以色列空軍、日本自衛隊、中華民國陸軍和其他許多用戶國服役。

[編輯] 早期

AH-1系列使用國

AH-1系列使用國

貝爾AH-1的開發與貝爾UH-1（現代直升機鼻祖、越南戰爭的標誌而且現在還在被廣泛使用）是分不開的。

貝爾公司的XH-40原型機首飛日期為1956年10月22日，同年便以HU-1A的編號進行量產。編號中「HU」來自與著名的綽號「休伊」，但1962年美國把編號換了個順序，改成了現在為人所知的「UH-1」。UH-1使空中騎兵理論 （美軍新戰術的名稱，即廣闊地域的高機動戰術）得以實現。與以前不同的是，這些直升機不進行長時間作戰，也不堅守崗位。美軍的戰術是使用一群裝載著士兵的「休伊」飛越一大片地區，由他們自行決定時間和地點去戰鬥。 美軍很快意識到沒有任何武裝的UH-1運輸直升機無法將友軍部隊運送到指定地點，在降落之前需要用猛烈炮火清除在該地區的越共及北越部隊。

在1962年，一小群武裝UH-1開始執行為CH-21運輸直升機護航的任務，但是當時惡劣的戰場環境使這些武裝直升機無法發揮有效作用，而且在雙方交火之前它們無法首先開火。[1]

美軍在越南戰爭中越來越廣泛的介入開創了戰爭的一個新紀元：空中打擊。美國陸軍的核心戰術便是直升機的應用，對這些直升機的保護變得至關重要。

[編輯] OH-13 蘇族

1962年12月，貝爾公司開始了一項私人性質的研究，為的是給在越南的美國軍隊提供一種新型武裝直升機。這種直升機將會保護那些運輸直升機，而且會將自己的作戰性能發揮到極致。貝爾的第一種設計是圍繞著一架改進後的OH-13直升機進行的，最終結果是「蘇族偵察兵」直升機，首飛日期為1963年7月。

所有現代武裝直升機的關鍵部分都在「蘇族偵察兵」中體現出來了，這些部分包括串聯式座艙，帶有武器掛架的短翼，和機鼻下部的旋轉炮塔。美國陸軍對它的測試是在1964年早些時候進行的。這種直升機給陸軍留下了深刻的印象，但是它也被認為太小，動力不足，不精良，而且在實戰中易受損壞。

[編輯] 先進空中火力支援系統（AAFSS）

「蘇族偵察兵」的短缺使美國陸軍開始尋求一種「先進空中火力支援系統 (AAFSS)」。

為達到AAFSS的要求，洛克希德公司研發了AH-56 Cheyenne（夏安族），這是一種重型直升機。後來它被證明過於有野心，過於複雜，而且浪費資金。10年後即1972年，這個計劃被中止。Cheyenne計劃發展了相關技術，而且示範了一些令人印象深刻的性能，但是沒能成為一款實用的武裝直升機。它突出了對於武裝直升機很重要的一點：只有速度，靈活性和武器的正確組合才能使它們存活下來。

[編輯] 209型

可以由C-5銀河運輸機空運部署到前線

可以由C-5銀河運輸機空運部署到前線

與此同時，儘管陸軍更喜歡AAFSS，但貝爾已經開始嘗試他們的新點子，即一款更小且更輕的武裝直升機。1965年1月，貝爾投資一百萬美元去進行新的設計工作。

貝爾將已證明有效的UH-1中的傳動系統，旋翼系統，T53渦輪軸發動機與蘇族偵察兵的設計理念結合起來，得到了209型直升機。

在越南，209型得到了廣泛應用。至1965年6月底，已經有50000美軍士兵在越南執行任務。

1965年也是AAFSS競爭方案提交的最後期限，但是因為技術上的困難和政治上的爭吵而一拖再拖。美國陸軍需要一種臨時的武裝直升機，於是它向五家公司提出要求，尋求一種快速的解決方案。這五家公司推出了CH-47A，UH-2，Piasecki 16H Pathfinder，S-61和貝爾209。

1965年9月3日，貝爾完成了209型原型機，4天之後開始了第一次試飛。在測試了209型與其他4種直升機後，1966年4月美國陸軍簽訂了第一批110架的合同。[1]

[編輯] 交貨

1967年6月，第一批AH-1G「休伊眼鏡蛇」被送達。它們一開始的編號為UH-1H，但是攻擊直升機的專用編號「A」迅速地被採納了。當改進後的UH-1D成為UH-1H時，「休伊眼鏡蛇」成為了AH-1G。[1]

貝爾公司在1967年到1973年之間一共為美國陸軍製造了1,116架AH-1G眼鏡蛇直升機。眼鏡蛇在越南一共執行了超過了1百萬小時的任務。

[編輯] 操作

眼鏡蛇比AH-64阿帕契容易維護，在船甲板上占面積較小，因此仍然在海軍陸戰隊服役。它的主要用途是攻擊裝甲目標。眼鏡蛇狹窄的正面使其比較難被攻擊而擁有防守優勢。

[編輯] 作戰經驗

伊拉克战争中一架美国海军陆战队的AH-1W超级眼镜蛇正在加油。

伊拉克戰爭中一架美國海軍陸戰隊的AH-1W超級眼鏡蛇正在加油。

美國陸軍在1968年新年攻勢中使用AH-1眼鏡蛇，直到越戰結束。在入侵格瑞那達中，眼鏡蛇在島上執行支持海軍陸戰隊的任務。

在海灣戰爭中，眼鏡蛇和海眼鏡蛇被分配執行支持任務。大約78架海軍陸戰隊的眼鏡蛇執行了1273架次任務，沒有作戰損失，只有一架非作戰損失。

眼鏡蛇直升機在第五次中東戰爭中被以色列空軍廣泛用於破壞敘利亞裝甲目標和防禦工事。以色列空軍的眼鏡蛇摧毀了許多裝甲戰車，包括許多蘇聯新型T-72主戰坦克。

兩伊戰爭中，伊朗AH-1J海眼鏡蛇參加了與伊拉克Mi-24的 幾次空戰。戰果上存在爭議。R.M.Brady少校在一篇叫"AH-1W空戰機動訓練"的文檔中提出"伊朗AH-1J與伊拉克MI-8和MI-24直升機 發生交戰，未經證實的消息來源稱伊朗取得了10:1的戰果。此外，伊朗AH-1與伊拉克固定翼飛機也發生過交戰"。其他的說法則稱在8年的衝突中，伊朗共 損失了10架AH-1J，伊拉克則損失了6架Mi-24。伊朗的AH-1J經過了自行改裝後至今仍在服役。1988年，兩架由前蘇聯飛行員駕駛的Mi- 23在長時間的空中糾纏後擊落了兩架進入阿富汗西部領空的伊朗AH-1J。

AH-1仍在美國軍隊中服役，尤其在正在持續的伊拉克衝突中。在以色列空軍服役的AH-1S"Tzefa"(צפע)獲得了非常良好的評價。

[編輯] 蝰蛇重大改進案

蝰蛇直昇機很可能是眼鏡蛇最後一版升級，可看見外觀諸多明顯不同，兩翼末端還能掛載戰機用的空空飛彈

蝰蛇直昇機很可能是眼鏡蛇最後一版升級，可看見外觀諸多明顯不同，兩翼末端還能掛載戰機用的空空飛彈

AH-1Z蝰蛇直升機是H-1升級眼鏡蛇計劃的21世紀產物，將在2020年為美國海軍陸戰隊提供超過280架的新蝰蛇。，AH-1Z蝰蛇在貝爾Textron飛行研究中心正式推出。各方面均大幅度加強，說是超越了AH-64阿帕契的新飛機也不為過。蝰蛇的第一架原形機(代號Z1)已於2000年12月7日在德州福特沃斯研究中心完成了首飛。

最明顯的就是新型4槳葉旋翼與兩槳葉旋翼系統相比，振動可減70％，提高飛行速度，擴大飛行包線，改善高溫、高原性能和大幅減小旋翼振動和噪音，這對戰場上尤其重要，因為許多直昇機被埋伏攻擊都是因為先被聽到了旋翼的大噪音。最大起飛重量可增加約1000公斤，故能搭載更多飛彈。[2]

2002年6月法國泰萊斯公司擊敗以色列艾爾比特系統公司，為AH-1Z蝰蛇和UH-1Y毒液提供頭盔瞄準具。泰萊斯公司將提供540個「頂級鷹」(TopOwl)型頭盔瞄準具，類似產品為歐洲「虎」式武裝直升機也採用可提供熱成像夜視圖像和飛行控制信息，機炮塔等武器系統也將和頭盔瞄準具連動，此方面已經和AH-64阿帕契相當甚至功能更強。

2003年1月，AH-1Z完成了外圍擴展試驗總飛行時間超過400小時。

2003年5月，升級計劃已完成了1000小時以上的飛行試驗。[3]

2004年6月，一架AH-1Z經過一項降低紅外線熱源的改進後，可以減低被地面追熱飛彈擊中機率，還能減低引擎噴流對尾翼的耗損。

2005年8月，據洛克希德公司" 鷹眼"瞄準系統業務經理Elmer說，公司為蝰蛇研製的目標瞄準器（TSS）的已經完成，預計下半年開始該系統評估試驗。TSS將裝置在高穩定的轉塔，可 防止因飛機振動而影響畫面品質；這一問題在舊眼鏡蛇飛機上還是存在。TSS具多重鏡頭傳感能力，其中綜合了海軍陸戰隊特別需要的彩色電視鏡頭，還可以用雷 射引導飛彈。

該計劃創新應用汽車業的「及時制度」(just in time)系統來生產，節約數十億美元的維護訓練、地面作業、支援設備以及零件等方面的費用。

升級特點如下[4]：

  • 防撞性被顯著提高，提升機員存活率
  • T700-GE-401C發動機、絞鏈、配電系統..等85%零件取自其他機型現有，大幅減低生產和後勤成本
  • 更加適合佈置在儲存空間狹窄的海軍艦船上，這也是海軍陸戰隊一直鍾情而不願換AH-64原因
  • 彩色LCD、任務電腦、先進通訊和導航，駕駛員大幅度降低工作量
  • 更大的武器掛載翼，還可加掛空對空飛彈和地獄火2型
  • 四旋翼佈局
  • 新型頭盔瞄準具


早在2000年7月土耳其成 為AH-1Z第一個確定的外銷客戶。土耳其計劃購買145架蝰蛇於2009年交付完畢。土耳其Tubitak-MAM集團與諾斯羅普公司的控制系統分部合 作生產AH-1Z綜合航電系統。但不久後土耳其為了殺價而威脅要購買俄羅斯生產「卡-50-2」直昇機，不久後貝爾直昇機同意提新的報價。[5]

[編輯] 舊型眼鏡蛇報廢

加州野火消防隊的滅火型眼鏡蛇(2007十月)

加州野火消防隊的滅火型眼鏡蛇(2007十月)
加州林務局的滅火型眼鏡蛇出動

加州林務局的滅火型眼鏡蛇出動

2004年11月美國陸軍偵察/攻擊直升機項目經理Crabb表示，於1999年9月退役的一批老舊眼鏡蛇，陸軍正在向外國客戶、博物館和國內機構大規模處理舊的AH-1攻擊直升機，有62架拆卸掉軍用部分的「眼鏡蛇」送給了美國民間機構，這些飛機翻修後用於滅火任務。另已經分別向以色列、巴林、巴基斯坦和約旦輸出過一批。泰國、土耳其也購去一批據信是當作零件機，剛開始時共有454架「眼鏡蛇」待處理，現剩下113架(2004)，其中約40架還能飛，其他可以當零件機，若是無法販售則將當廢鐵處理。

[編輯] 衍生型號

[編輯] 單引擎:

  • 209型: 原型機，安裝有可收起起落撬。
  • AH-1G休伊眼鏡蛇: 1966年為美國陸軍製造的最早量產型，裝有一具1,400shp Avco Lycoming T53-13渦輪發動機。
  • JAH-1G休伊眼鏡蛇: 武備試驗用機。
  • TH-1G休伊眼鏡蛇: 雙座雙控訓練機。
  • Z.14休伊眼鏡蛇: AH-1G的西班牙海軍型號。
  • AH-1Q休伊眼鏡蛇: 可搭載BGM-71 TOW反坦克飛彈的升級型號。
  • AH-1R: : 升級為一具T53-L-703引擎的升級型號。
  • 升級版AH-1S: 升級為一具1,800shp T53-703渦輪發動機及TOW式飛彈的升級型號。
  • 量產型AH-1S: 升級為方形座艙蓋的升級型號。
  • AH-1P: AH-1S的升級型號，升級內容為：複合材料槳葉、平板玻璃座艙和TOW式飛彈。
  • AH-1E: AH-1S的第二階段升級版本：升級了增強型眼鏡蛇武器系統，其中主要是M35武器子系統 （M195型20mm機炮）。
  • AH-1F: 美國陸軍的AH-1S、 AH-1P和AH-1E眼鏡蛇的現代化改裝型，包含了之前所有的升級。
  • 249型:4槳葉試驗型號。
  • 309型眼鏡蛇王: 裝載一具Lycoming T-55-L-7C引擎的試驗型號

[編輯] 雙引擎:

AH1W正從美國兩棲攻擊艦上起飛

AH1W正從美國兩棲攻擊艦上起飛
  • AH-1J 海眼鏡蛇:
  • AH-1J 國際版: AH-1J 海眼鏡蛇出口型
  • AH-1T 增強型海眼鏡蛇:
  • AH-1W 超級眼鏡蛇: ("W眼鏡蛇")
  • AH-1Z 蝰蛇: ("Z眼鏡蛇")
  • Cobra Venom 眼鏡蛇毒液: 為英國研製的改進型方案
  • 309型眼鏡蛇王: 雙引擎試驗型
  • Panha 2091: 伊朗在運用逆向工程學研究AH-1J國際版後，非法仿造的版本。

[編輯] 歷史用戶國及用戶國

以色列也使用過AH-1S，但已經升級為AH-1F

以色列也使用過AH-1S，但已經升級為AH-1F
  • 巴林 巴林
    • AH-1E (12架在役)
    • TAH-1P 戰鬥教練機 (6架在役)
  • 以色列 以色列
    • AH-1F "Tzefa" צפע (約50架在役)
日本自衛隊AH-1S還是單引擎版，也未經過任何升級

日本自衛隊AH-1S還是單引擎版，也未經過任何升級
  • 巴基斯坦 巴基斯坦
    • AH-1S (20架在役)
    • AH-1F (30架在役 + 20架訂貨中)
  • 大韩民国 韓國
    • AH-1S (交貨42架)
    • AH-1F (交貨20架)
美軍透過銀河式運輸機，短期就能快速部署一批眼鏡蛇到前線支援陸軍

美軍透過銀河式運輸機，短期就能快速部署一批眼鏡蛇到前線支援陸軍
  • 土耳其 土耳其
    • AH-1W (9架在役，即將升級)
    • AH-1P/S (交貨32架，在升級自我防衛與IAIA NTS瞄準系統時也進行了航電系統升級)
現役AH-1W掛載翼比蝰蛇短，武器量也較少

現役AH-1W掛載翼比蝰蛇短，武器量也較少

[編輯] 規格

[編輯] AH-1F眼鏡蛇

一般規格

  • 機組人員： 一名飛行員和一名CPG (副駕駛兼炮手)
  • 長度： 13.6 m (44 ft 7 in)
  • 旋轉翼直徑: ft (m)
  • 高度： 4.1 m (13 ft 5 in)
  • 空重： 2,993 kg (6,600 lb)
  • 最大起飛重量： 4,500 kg (10,000 lb)
  • 推進器： 1× AVCO Lycoming T53-L-703 渦輪軸發動機, 1,300 kW (1,800 shp)

性能

武器裝備

  • M197 3管20mm「加特林式」機炮 （備彈750發）
  • 2.75mm (70mm) 火箭彈 - 14枚火箭彈 rockets mounted in M or M launchers
  • 拖式飛彈 - 左右各一個掛架，每個上可搭載2具飛彈發射器，其中可裝載共4枚或8枚飛彈

有關以上單位與名稱的敘述，請參閱：Wikipedia:WikiProject Aircraft/Units key。

[編輯] AH-1W 超級眼鏡蛇

AH-1適合海洋氣候操作甲板空間也小，所以在海軍陸戰隊有不可取代性

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一般規格

  • 機組人員： 一名飛行員和一名CPG (副駕駛兼炮手)
  • 長度： 13.6 m (44 ft 7 in)
  • 旋轉翼直徑: ft (m)
  • 高度： 4.1 m (13 ft 5 in)
  • 空重： 2,993 kg (6,600 lb)
  • 最大起飛重量： 4,500 kg (10,000 lb)
  • 推進器： 2× 通用電力T700型 渦輪軸發動機, 1,680 shp (1,300 kW) 每具

性能

武器裝備

  • M197 3管20mm「加特林式」機炮 （備彈750發）
  • 2.75mm (70mm) 火箭彈 - 14枚火箭彈 rockets mounted in M or M launchers
  • 拖式飛彈 - 左右各一個掛架，每個上可搭載2具飛彈發射器，其中可裝載共4枚或8枚飛彈

有關以上單位與名稱的敘述，請參閱：Wikipedia:WikiProject Aircraft/Units key。

[編輯] 流行文化

眼鏡蛇在20世紀80年代的賣座動畫片大兵喬中就出現過（裡面叫做「蜻蜓」），在電影火鳥、鐵鷹、空中監獄（Con Air）、魔鬼女大兵、戰火雲霄、愛情向前衝、綠巨人浩克、火線勇氣、世界大戰 (2005年電影)及不可能的任務3中出現過。在電視上也有許多亮相，比如神探猛龍（Magnum P.I.）、JAG、德州巡警以及24。

在美國陸軍把AH-1的多餘部件公開出售之後，個人就有可能自己組裝一架可以飛的AH-1F來用於電影拍攝。這也就解釋了為什麼眼鏡蛇在電影和電視中有如此多的露面機會（之後不久，美國陸軍銷毀了重要的多餘部件，也就防止了未經許可私自組裝AH-1的行為）。

AH-1Z蝰蛇在電腦遊戲戰地風雲2作為美國海軍陸戰隊的攻擊直升機出現。

[編輯] 注釋及參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Donald, David: Modern Battlefield Warplanes, page 165. AIRtime Publishing Inc, 2004. ISBN 1-880588-76-5
  2. ^ Donald, David. Modern Battlefield Warplanes. AIRTime Publishing, 2004. ISBN 1-880588-76-5.
  3. ^ LtGen John Castellaw (2007). "2007 Marine Aviation Plan". Headquarters Marine Corps. Retrieved on 2007-11-18

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Tanker

Tanker

Tanker, okyanuslarda işleyen, genellikle sıvı olmak üzere büyük yükler taşıyan bir deniz aracıdır. Taşıdığı başlıca yük, petroldür.


Küçük tankerler yakın mesafelerde ve nehirlerde kullanılır. Büyük tankerlerse okyanus aşırı ülkeler arasında kullanılır. Uzak mesafelerde ekonomik bir nakliyat vasıtası olduğundan tankerlerin büyüklüğü gittikçe arttı. En yenileri, nükleer uçak gemisi U.S.S. Enterprise'nin üç katı büyüklüğündedir. Bir tanker ne kadar büyük olursa taşıma masrafları da o kadar az olur. Çünkü motor gücü ve tayfa ihtiyacı tankerin petrol taşıma kapasitesi kadar çabuk artmaz.

Tankerlerin dünyaca bilinen büyük tiplerinin her birinin 312.000 ton kapasiteleri vardır. Bunların ilki Universe Ireland isimli, 1968'de Japonya'da bir Amerikan şirketi için yapılan tankerdir. Uzunluğu 345 m olup, eni 53 m'dir. Su altı derinliğiyse 24 m'dir. Seyir hızı saatte 27 km'dir. Toplam tayfa sayısı 51 kişidir.

Yük yerinden başka; geminin bir baş kısım deposu, 8 merkez ve yanlarında 16 yan deposu mevcuttur.

Motor kabininin yanındaki üç küçük depoda ise geminin kendi yakıtı vardır. Güvertenin üstündeki büyük bir boru sistemiyle bütün depoların doldurulması veya boşaltılması sağlanır. Güçlü pompalar vasıtasıyla depoların dolması 24-36 saatte, boşalması ise 36-40 saatte olur. Çoğu tankerlerde olduğu gibi bütün denizcilik aletleri ve denizciler kıçta, motorun üzerindeki büyük ve ihtişamlı kısımda bulunur.

Tankerin büyüklüğü limanlardaki su derinliğine ve kritik su yollarına bakılarak tespit edilir. Süveyş Kanalının ağırlık sınırı 70.000 ton olduğundan, daha büyük tankerler, 1967'de İsrail-Arap savaşından önce bile Ortadoğu'dan aldıkları petrolü Afrika'nın güneyinden dolaştırarak Avrupa'ya taşırlardı.

Basra Körfezinden Japonya'ya petrol taşıyan tankerlerin büyüklükleri 25 m minimum derinlikteki Malaccamax sınırlandırılmışlardır. Bu yolla gidenlerin en büyüğü 206.000 tonla geçen İdemitsu Maru'dır.

Petrolün deniz yoluyla ulaşımı Birinci Dünya Savaşından sonra kullanılmaya başlanmış ve 1939'dan sonra çok fazla yayılmış, artık petrol deniz vasıtasıyla nakledilir hale gelmiştir.

Büyük tankerlerin gelişmeleriyle birlikte birçok meseleler meydana gelmiştir. 1967'de Birleşik Yakıt Şirketine ait Torrey Canyon tankeri, İngiltere civarında batmıştı. Tankerin taşıdığı 120.000 ton petrol İngiliz ve Fransız sahillerine yayılarak dünyayı, tankerlerin tehlikeleri hakkında ikaz etti. 1969'da yeni yapılmış 200.000 tonluk üç tanker yüksüz Basra Körfezine dönerlerken depo temizleme anında çıkan bir kıvılcımla patlamışlardı.

Kuru yük tankerleri: İlk tanker yapıldığından itibaren tankerlerle yük gemileri arasındaki fark belirmiştir. Fakat katı yükün taşınması ve temizlenmesine yardımcı olan makineler vasıtasıyla depo temizleme metodları meydana gelmiş ve bu farklılık ortadan kalkar gibi olmuştur. Yeni tankerler hem sıvı hem kuru taşıyacak biçimde yapılmış ve böylece bir yöne giderken yakıt, diğer yöne giderken de katı madde taşınması sağlanmıştır.

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Produkttankern M/T Bit Oktania till ankars utanför Preemraff Lysekil

Produkttankern M/T Bit Oktania till ankars utanför Preemraff Lysekil

Tankfartyg, ett slags bulkfartyg avsett för flytande laster (ex. råolja, vatten, kemikalier och flytande livsmedel).

Olika typer av tankfartyg [redigera]

Råoljetanker [redigera]

Oljetankern är det allra vanligaste tankfartyget. Man fraktar råolja från offshoreanläggningar eller oljefält till ett raffinaderi. För att minska risken för explosioner i dessa pumpar man in syrefattiga nedkylda förbränningsgaser i lastrummen, s.k. inerta gaser.

Produkttanker [redigera]

Fure Sun, en av Furetanks produkttankers, i Adriatiska havet

Fure Sun, en av Furetanks produkttankers, i Adriatiska havet

Produkttankern fraktar raffinerade oljeprodukter från ett raffinaderi till en oljeterminal eller konsument. Vanliga laster är diesel, bensin och flygbränsle. Kan även frakta råolja.

Kemikalietanker [redigera]

Kemikalietankern fraktar olika kemikalier, men kan även hantera samma gods som produkttankern. Kemikalietankern är oftast mer avancerad än produkttankern när det gäller lasthanteringssystemet för att säkerställa att inte olika kemikalier riskerar att blandas.

Gastanker [redigera]

En gastanker LNG- eller LPG-tanker transporterar naturgas eller kemiska gaser i flytande tillstånd. Gaserna är antingen djupkylda eller förvarade under tryck för att nå flytande form.

Storleksklasser [redigera]

Tankfartyg delas in i olika klasser beroende på dess storlek:

  • Panamax: 60 000 - 80 000 dwt.

Panamax-fartygen är de största fartygen som kan passera Panamakanalen.

  • Aframax: 80 000 - 120 000 dwt.

AFRA står för Average Freight Rate Assessment och är en typ som är byggd efter beräkningar på optimal storlek för tankfartyg.

  • Suezmax: 120 000 - 200 000 dwt.

Suezmax-fartygen är de största fartygen som kan passera Suezkanalen.

  • VLCC: 200 000 - 320 000 dwt.

VLCC står för Very Large Crude Carrier och används, som namnet antyder till att frakta råolja.

ULCC står för Ultra Large Crude Carrier. ULCC-fartygen är världens största fartyg.

Miljöpåverkan [redigera]

Oljetankern Exxon Valdez på grund på Bligh Reef i mars 1989

Oljetankern Exxon Valdez på grund på Bligh Reef i mars 1989
Amoco Cadiz efter förlisningen

Amoco Cadiz efter förlisningen

Tankfartyg går oftast med last ena vägen och med tomma lasttankar på returresorna. För att få tillräckligt djupgående på returresorna fylls s.k. ballastvatten på i fartygen. Förr var det tillåtet att ha ballastvatten i lasttankarna, vilket resulterade i att mycket oljeförorenat vatten släpptes ut i havet när tankarna tömdes. Numera måste man emellertid ha särskilda ballasttankar, detta löses ofta genom att man använder så kallat dubbelskrov. I dag finns det ökande krav på hur spillolja skall tas om hand och ofta måste den separeras och tas om hand i depåer i hamnarna. Ändå förekommer oljespill i havet, ibland som stora utsläpp orsakade av ex. kollision eller grundstötning.


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