Z130WDCV 是法国 NF/AFNOR 标准高速工具钢

一、牌号定位

Z130WDCV 是法国 NF/AFNOR 标准高速工具钢，完整牌号为Z130WDCV 06-05-04-04。数字含义：130≈1.30%C；06≈6%W；05≈5%Mo；04≈4%Cr；04≈4%V。

国际牌号对照：

体系

牌号

法国 NF

Z130WDCV 06-05-04-04

美国 AISI/SAE / UNS

M4
/ T11304

德国 DIN / W-Nr

HS6-5-4 / 1.3351

欧标 EN ISO 4957

HS6-5-4

日本 JIS

SKH54

中国 GB/T 9943

W6Mo5Cr4V4

粉末冶金对应

Böhler S690、Scana PM4 / Stellapur PM4

属钨钼系高碳高钒型通用高速钢，既有传统熔铸（Ingot）路线，也有粉末冶金（PM）路线，PM 版碳化物更细、韧性与可磨削性更好。

二、化学成分（质量分数 %）

元素

NF Z130WDCV

AISI M4

作用

C

1.25–1.40

1.25–1.40

与 W/Mo/V/Cr 形成碳化物，决定硬度与耐磨性

W

5.20–6.00

5.25–6.50

红硬性、高温硬度

Mo

4.20–5.00

4.25–5.50

红硬性、二次硬化、韧性

Cr

3.80–4.50

3.75–4.75

淬透性、抗氧化

V

3.70–4.20

3.75–4.50

形成极硬 MC（VC），耐磨性主力

Mn / Si

≤0.40 / ≤0.45

0.15–0.40 / 0.20–0.45

脱氧、少量固溶强化

P / S

≤0.030 / ≤0.030

≤0.030 / ≤0.030

杂质

相比 M2（W6Mo5Cr4V2），V 含量由约 2% 提到 4%，碳由约 0.85% 提到 1.3%，因此耐磨性大幅提升，但可磨削性下降、易过热脱碳。

三、供应形式

圆钢/棒材（热轧、锻制、冷拉、剥皮磨光）、扁钢、板材与薄板、线材/丝材（少见，多为拉刀坯）、模锻件与自由锻件（刀具毛坯、大型滚刀体）、钢带、以及粉末冶金用雾化粉末（3D 打印/近净成形）。执行标准：NF A35-590、ASTM A600、ISO/DIN EN ISO 4957、GB/T 9943、JIS G4403。

交货状态：钢棒以退火态交货，退火+剥皮/轻拉/磨光/抛光亦可；出厂硬度 ≤255–269 HB。

四、热处理工艺

• 软化退火：820–900 ℃（常用 870–900 ℃）保温后随炉缓冷（10–15 ℃/h 冷至 600 ℃ 后空冷），硬度 ≤255–269 HB，获球化碳化物组织。
• 去应力：粗加工后 600–650 ℃×2 h；电火花加工后 150–200 ℃×(3–4) h。
• 预热（关键）：因合金含量高，必须分段预热——450–600 ℃（或 730–850 ℃）一次、850 ℃ 二次、1050 ℃ 三次，复杂件尤其必要。
• 淬火（奥氏体化）1190–1230 ℃（盐浴 1200–1220 ℃，可控气氛/真空炉 1210–1240 ℃）。温度越高溶解碳化物越多、淬火硬度越高，但晶粒粗化与变形风险加大，须严控 ±5 ℃ 并防止脱碳
• 冷却：油淬、空冷、400 ℃ 盐浴分级淬火，或 6–10 bar 高压气淬（变形最小）。
• 回火540–560 ℃（常取 550 ℃）×3 次，每次 1–2 h，每次回火后空冷至室温。三次回火是硬性要求——使残余奥氏体转变、析出二次碳化物、消除内应力。建议在 1–2 次回火之间做 −80～−120 ℃ 深冷处理 2–4 h。
• 锻造：加热 1100–900 ℃（始锻约 1040–1150 ℃，终锻 ≥930 ℃），需多次镦粗拔长打碎碳化物网，锻后必须退火。

回火温度—硬度曲线（℃/HRC）：200→63、400→62、500→64、525→64.5、550→65、575→64、600→62、650→57、700→47。

五、机械性能

项目

数值

交货（退火态）硬度

≤255–269 HB

淬回火硬度

≥64 HRC，典型 64–66 HRC（部分资料称 66–69，属上限）

抗弯强度

2800–3500 MPa

冲击韧性

14–25 J/cm²（PM 版更高）

600 ℃ 红硬性

仍保持约 HRC 59–61

耐磨性

约为普通高速钢的 3–6 倍

可加工性

约为 W 系水淬工具钢的 40%

六、物理性能

密度 7.97–8.2 g/cm³；弹性模量约 200–210 GPa；泊松比约 0.28–0.30；热导率约 20–22 W/(m·K)；线膨胀系数 9.4×10⁻⁶/℃（20–100 ℃）→12.1×10⁻⁶/℃（20–800 ℃）；临界点Ac₁≈803 ℃、Ac₃≈895 ℃；比热容约 460–480 J/(kg·K)；有磁性。

七、材料优势

①极高耐磨性——大量弥散 MC（VC）碳化物构成硬质"骨架"，耐磨性显著优于 M2/M3；②优异红硬性——600 ℃ 仍保持高硬度，适合高速干切削；③ 高抗压强度，适合重载冷作模具；④PM 版组织均匀无偏析，碳化物细小，韧性与可磨削性优于同成分熔铸钢，热处理变形小、尺寸稳定性好；⑤ 适合 PVD（TiAlN、AlCrN）涂层，涂层结合力强；⑥ 通用性强，一种材料覆盖刀具与模具两大领域。

局限：易氧化脱碳，必须真空/保护气氛热处理；过热敏感，淬火窗口窄；高钒导致磨削困难（宜用 CBN 砂轮）；焊接性极差，仅可激光焊或特殊钎焊并预热。

八、应用领域

切削刀具：钻头、立铣刀、车刀、成形刀具、拉刀、齿轮滚刀与插齿刀、丝锥、板牙、锯条，尤其适合加工钛合金、镍基高温合金、高强钢、高硅铝合金、玻纤增强塑料等难加工/高磨蚀材料。

模具：冷锻模、精冲模、粉末压制模、深拉模、冲孔模、剪切刀片、冷镦与挤压工具、玻纤增强塑料模。

耐磨零件：轴承套圈、阀门耐磨密封件、砂轮修整工具、脱水元件、矿山耐磨衬板，以及高端木工刨刀与折叠刀具刃材。