粉末鋼CPM M4是一種高釩高速鋼，粉末鋼CPM M4是常規M4的高碳改良型，當作為切削和冷作用途時，具有比高速鋼M2或 M3有更好的耐磨性和韌性· 粉末鋼CPM M4產品很均勻、高品質、體現在尺寸更穩定，可磨削性和韌性更好。
基本介紹
- 中文名：CPM-M4
- 外文名：CPM-M4
- 一般用途：拉刀 銑刀 齒輪滾刀 軋輥
- 彈性模量：214X103 MPa
- 密度：7.97 g/cm3
簡介,一般用途,化學成分,物理性能,機械加工和磨削能力,熱處理,熱處理硬度,韌性,表面處理,
簡介
CPM M4是目前使用較多的粉末高速鋼，它的性能和化學成份類似於ASP23，是目前高速鋼中韌性很好，同時又有極佳耐磨性的鋼種。一般來說，高速鋼的耐磨性會隨著總合金成份和最高硬度增加而提高，而韌性則會隨合金量的增加而降低，因此才會在傳統高速鋼M 2的基礎上改進。CPM M4耐磨性的好壞取決於熱處理後的硬度以及碳化物的形成，CPM M4在M2中增加碳及釩，提高耐磨耗性；同時在考慮韌性的前提下，使用粉末冶金製程改善韌性，使CPM M4的韌性高於傳統M2高速鋼，根據統計其韌性約為傳統高速鋼的2-3倍，耐磨性亦為3-5倍。它使用範圍頗為廣泛，適用於各種衝壓模、嵌入模、粉末成型模以及刀具中之拉刀、銑刀、絲攻、剪下刀，任何需耐磨或強韌性的零件均可適用。綜合上述兩項性質，CPM M4是目前市場上最通用與最佳性能的高速優質鋼。使用硬度上則因不同行業而有所不同，視生產需要而定，硬度一般在HRC 60-66之間最為合適。
一般用途
拉刀，銑刀，齒輪滾刀，軋輥，成型刀，衝壓凸模，剃齒刀，凹模。
化學成分
碳C 1.42%
鉻Cr 4.00%
釩V 4.00%
鉬Mo 5.25%
鎢W 5.50%
錳Mn 0.30%（0.70%）
硫S 0.06%（0.22%）
物理性能
◆熱脹係數
溫度°С mm/mm/°С
40-260 11.5X10-6
40-425 11.8X10-6
40-540 12.1X10-6
◆熱傳導
溫度°С W/m- °k
22 18.99
100 20.82
200 22.95
300 23.96
400 24.71
500 25.58
540 26.09
機械加工和磨削能力
與通常高速鋼一樣，可順利磨削。在退火狀態下，機械加工能力相當於碳素工具鋼（如T10）的1/2。
由於粉末鋼CPM M4碳化物分布均勻且細小，所以它比傳統高速鋼更具優異的磨削性，傳統高速鋼所使用的磨輪，對CPM鋼同樣適用。
熱處理
◆臨界溫度：840°С
◆鍛制 ：1095-1150°С,不低於930°С停鍛,鍛後緩冷.
◆退火： 加熱到870°С,保持2小時 ,以≤15°С/小時的速度,冷至540°С,然後爐冷或靜止空氣冷卻至室溫.
退火硬度 BHN 225-255
◆消除應力
●退火工件：加熱到595-700°С,保持2小時,爐冷或靜止空氣冷卻至室溫.
●硬化工件：加熱到比回火溫度低15°С,保持2小時,爐冷或靜止空氣冷卻至室溫.
◆矯直:在200-430°С溫矯為好.
◆硬化
●預熱：820-845°С,均勻化。在真空或氣氛下熱處理，建議在1010-1040°С二次預熱.
●奧氏體化：1025-1205°С保持30-45分鐘。切削刀具用1175-1205°С,冷作模具鋼用1025-1160°С
●淬火：空淬或至少2bar壓力氣淬至50°С以下。或者淬入540С°鹽浴/油，並空冷至50°С以下。
實踐中鹽浴處理會獲得硬化狀態下的最大韌性。在1010-750°С區間真空或氣氛淬火其冷卻速度亦能獲得最佳的熱處理效果。
◆回火：最低540°С 回火二次,當從≥1150°С加熱淬火，需三次回火，每次回火時間至少保持2小時，回火之間要冷卻到室溫。
◆尺寸變化：+0.15%
熱處理硬度
淬火加熱溫度 1025°С 1080°С 1120°С 1150° С 1175°С 1205°С
最小保溫時間(分鐘) 45 30 20 15 10 5
淬後硬度HRC 59.5 62.5 64.5 65 65 63.5
韌性最大,並有效消除應力的最佳熱處理工藝
550℃回火HRC 58 60.5 62 63 64.5 65.5
565℃回火HRC 57.5 59.5 61 62 63.5 64.5
540℃回火HRC 58.5 61 62.5 63.5 65 66
595℃回火HRC 54 56 58.5 60 61.5 62.5
620℃回火HRC 50 53 55 56 58 59
650℃回火HRC 44 48 51 52 54 55
最少回火次數 2 2 2 3 3 3
結果可因硬化方法和截面尺寸不同而改變,鹽浴或油淬硬度最高，真空或大氣冷卻可能低1-2HRC。
韌性
根據實際使用和硬度要求，降低淬火溫度，可增加韌性。
表面處理
CPM M4由於它回火溫度>540°С，適合氮化,PVD塗層及類似表面處理。CVD塗層溫度超過臨界溫度，結果難以預測。
