W7Mo4Cr4V2Co5 含钴超硬型高速工具钢全面技术资料

W7Mo4Cr4V2Co5 含钴超硬型高速工具钢全面技术资料

一、牌号定位与标准对照

W7Mo4Cr4V2Co5 是钨钼系含钴超硬型高速工具钢，简写代号7-4-4-2-5，执行GB/T 9943-2008《高速工具钢》，统一数字代号T77445。它是在 W6Mo5Cr4V2（M2）基础上添加约5% 钴、提高含碳量并调整钨钼含量发展而来。冶炼应采用电炉或电渣重熔（ESR）方法。

国际对照：美国 AISI/ASTMM41、UNST11341；ISOHS2-9-1-8；德国 DINS7-4-2-5、材料号1.3246；法国 NFHS7-4-2-5；英国 BSM41；日本近似 SKH55 系。

二、化学成分（GB/T 9943-2008，wt%）

元素

C

Si

Mn

Cr

V

W

Mo

Co

P

S

范围

1.05–1.15

0.15–0.50

0.20–0.60

3.75–4.50

1.75–2.25

6.25–7.00

3.25–4.25

4.75–5.75

≤0.030

≤0.030

残余元素 Ni ≤0.30%、Cu ≤0.25%。

• 钴 Co（灵魂元素）：全部固溶于基体，提高马氏体基体的高温强度与热导率，延缓碳化物聚集，显著提升红硬性与高温硬度，并使切削热量更快散出、刃口温度相对降低。
• 钨 W + 钼 Mo：500–600℃ 回火时析出 Mo₂C、W₂C，产生二次硬化——硬度不降反升。
• 钒 V：形成高硬度 MC 碳化物（HV 远超基体），提供极强耐磨性，但也是磨削加工性差的主因。
• 碳 1.05–1.15%：与 W、Mo、V、Cr 匹配形成足量复合碳化物（碳化物体积分数约 10–14%）。
• 铬 Cr：保证淬透性，使大截面从表面到心部均匀硬化。

三、供应形式与交货状态

• 圆钢/棒材：热轧黑皮棒 Φ50–600 mm、车光棒 Φ60–600 mm、热轧棒 Φ20–50 mm、冷拉棒 Φ4–20 mm；精磨棒、剥皮棒、磨光棒齐全，长度 2–6 m。
• 线材：热轧线材 Φ5.5–25 mm（卷供）；冷拉线材 Φ0.5–15 mm（卷或盘），用于小型刀具与丝锥。
• 板材/带材：箔材 <0.2 mm、薄板 0.2–4.0 mm、中板 4–20 mm、厚板 20–60 mm、特厚板 >60 mm；毛板与精板均可订货。
• 锻件：圆饼、环坯、异形锻件、冲头坯料，按图纸定制。
• 管材与法兰：无缝管、焊管可按需求订做。

交货硬度：退火态≤269 HBW；冷拉态 ≤285 HBW；冷拉后退火态 ≤277 HBW；其他加工方法 ≤302 HBW。热轧、锻制、冷拉钢棒均以退火状态交货（或退火后再剥皮、轻拉、磨光、抛光）。

四、热处理工艺

• 退火：730–840℃ 保温后缓冷，硬度 ≤269 HBW，便于机加工。
• 淬火730–840℃（或 800–900℃）预热（高合金钢必须分段预热防裂）→ 盐浴炉1180–1200℃、箱式炉1190–1210℃
  加热 →油冷（亦可用盐浴分级淬火、空冷）。
• 回火（关键）530–550℃ 回火 3 次，每次 2 h；或 540–560℃ 回火 2 次每次 2 h；或 550–570℃ 回火 2 次每次 1 h。多次回火旨在充分消除残余奥氏体、促成二次硬化。处理后硬度≥66 HRC，典型可达66–69 HRC

五、机械性能

项目

数值

退火硬度

≤269 HBW

淬回火硬度

≥66 HRC（典型 66–69 HRC）

600℃ 高温硬度

约 52–55 HRC（红硬性）

650℃ 高温硬度

48–51 HRC

抗弯强度

2500–3000 MPa

抗压强度

4000–4600 MPa（68 HRC 时）

冲击吸收能量

0.23–0.35 J（韧性偏低）

疲劳强度

800–950 MPa（10⁷ 周次）

相对 M2，600℃ 红硬性提高 40–50%，切削速度潜力提升 50–100%，高温工况刀具寿命可达 M2 的 3–6 倍。

六、物理性能

密度8.0–8.4 g/cm³（因含钴高于 M2）；弹性模量190–220 GPa；剪切模量约 77 GPa；泊松比 0.27–0.30；导热系数22–35 W/(m·K)；比热容 410–450 J/(kg·K)；线膨胀系数(9.7–12)×10⁻⁶/K（20–600℃）；电阻率 0.42–0.50 μΩ·m；热扩散率 6–9 mm²/s；熔化开始温度约 1360–1550℃。

值得注意的是，钴的加入使 M41 导热性比 M2 高 45–55%，这在高速切削中有利于散热、降低刃口温度。

七、应用领域

• 难切削材料刀具：高温合金（Inconel 718 等）、钛合金、超高强度钢的车刀、刨刀、铣刀、钻头、铰刀、拉刀、齿轮刀具（滚刀、插齿刀）、丝锥。
• 模具：冷挤压凹模与上下冲头、冷镦模、冲裁模、精整模、冲压模具。
• 耐磨零件：高温轴承、耐磨衬套、精密刀具刀头。

其核心场景是"切削速度高、切削温度达 600℃ 的工况"——普通高速钢在此温度下会迅速软化，而 M41 仍能保持 HRC 60 以上。

八、材料优势与边界

优势：超硬（≥66 HRC）+ 卓越红硬性（600℃ 仍 >HRC 52）+ 优异耐磨性三者兼备；钴提高基体高温强度与导热性，使刀具在高速重负荷下不变形、寿命长；淬透性好，截面性能均匀；相比硬质合金，M41韧性显著更好、不易崩刃，适合复杂刃形、薄截面、断续切削的刀具。

边界：①强度和冲击韧度偏低（冲击吸收能量仅 0.23–0.35 J），不能承受强冲击或大弯曲载荷，不宜做受冲击的冷作模具；②磨削加工性差，相对可磨性仅为 M2 的 50–60%，高硬度钒碳化物严重磨损砂轮，须选用优质刚玉或 CBN 砂轮并严格控制磨削参数，避免磨削烧伤与裂纹；③淬火温度窗口窄（1180–1220℃），温度过低碳化物溶解不足、过热则晶粒粗大甚至过烧，必须精确控温并分段预热；④价格昂贵（含钴、钨、钒），市场现货价约 95–130 元/千克；⑤小批量采购门槛高，多数钢厂起订量 5 吨以上，且市面部分产品钴含量偏差可达 0.3%，会导致热处理后硬度波动超 ±2 HRC，采购时应索取材质单并复验钴含量。