V3N

V3N是化學式為W12Mo3Cr4V3N，套用範圍在軍工企業、航天航空企業的物質。

基本介紹

• 中文名：鎢-鉬系含氮無鈷超硬型高速鋼
• 英文名：V3N
• 別稱：釩三氮
• 化學式：W12Mo3Cr4V3N、W10Mo4Cr4V3NAl（改良後）
• 設計特點：高C，高V，含N
• 套用範圍：軍工企業、航天航空企業 
• 硬度：67-69HRC

V3N介紹

起初國家投入經費研製它是為解決中國長期缺乏高性能高速鋼車刀的問題。國外以高鈷高速鋼性能最為優異。而鈷價格較貴，中國鈷資源貧乏，且鈷有毒，所以當時投入了大量人力財力去研製無鈷產品。其中一支由北京鋼鐵學院（現北京科技大學）陳景榕、曹厚義、大冶鋼廠董密林、五四六廠金裕林、七三八廠李自輝等專家組織研發的V3N材料性能最為優異，綜合性能完全可以替代國外高性能高速鋼M42、HSP15，而韌性強於M42。故國家科學委員會為表彰他們在科學技術現代化方面作出的重大貢獻於1982年10月頒發了發明獎勵並授予發明證書。但由於焊接硬質合金刀頭車刀的出現和迅速發展，高速鋼車刀市場被嚴重擠壓甚至有被取代趨勢，所以高速鋼的研製並沒有繼續大力地進行下去，V3N車刀也一直未能投入生產和套用。直到1995年在北京科技大學曹厚義、陳景榕、高錦華教授的組織下發展了：（1）以“ 碳飽和度判別法” 為中心的一整套“ 成分-熱處理-硬度” 間的調節技術，最大限度發揮碳化物形成元素的硬化作用，又不致使脆性增加; （2）加N細化鋼中共晶碳化物, 改善淬火組織,改善韌性，（3）完成了從試驗室到工業生產的改造，為V3N後來被大量套用到了模具製造奠定了基礎。

自“九五”以來，國外先進數控技術的大量引進帶動了中國模具工業的迅速發展，對模具材料性能需求越來越高，繼續沿用老鋼種已不能完全滿足需求。國內模具企業急需高性能、高質量的模具材料彌補和完善。在這種形式下和相關部門的支持下，曹厚義教授於1998年在河北省霸州市建立了三迪超硬工模具有限公司，將V3N的科研成果成功地轉化成了實際生產力。創造了巨大的經濟效益和社會效益。所生產的V3N銑刀、V3N高速鋼車刀、非標刀具解決了很多難加工材料的加工問題，例如：45#正火鋼、不鏽鋼、調質鋼、鈦合金、淬硬結構鋼、高溫合金等的加工。產品廣泛套用于軍工企業、航天航空企業、外企，並大量出口歐美市場。V3N模具鋼用於製造數控沖裁模等各種苛刻條件下使用的冷沖模具，其性能達到甚至超過了國外同類模具水平。彌補了我國長期缺乏高性能模具鋼的空白，具有重要的戰略意義。

模具新鋼種

無Co超硬高速鋼V3N的各項性能優良，V3N模具性能比現用普通高速鋼提高2～10倍，相當於國際市場現用含10%Co的高速鋼，已成功地推廣套用在工模具生產中，可使壽命成倍增加。

套用與效果

V3N超硬冷作模具壽命均比 Cr12MoV、Cr12等常用模具壽命提高3～5倍，比現用普通高速鋼提高2～10倍，經濟效益更為顯著，V3N鋼製模具性能相當於國際市場現用含10%Co的高速鋼。

套用實例：

某廠矽鋼片沖模原來都是採用CrWMn、Cr12MoV等鉻鋼製作的，但由於矽鋼等硬面脆，故模具耗損量大，採用V3N鋼製作模具，經濟效果明顯，表3為沖模壽命對比。

表3：不同材料矽鋼片沖模壽命對比

材料	單位工作日; 刃磨次數	刃磨一次; 的沖數	總壽命	壽命比	模具製造費用
CrWMn; Cr12MoV	四次	2000-3000	3-5萬	1	6000元
V3N	一次	4-5萬	130萬	20	400元

V3N超硬高速鋼各項性能優良，適合加工沖裁模等冷作模具，壽命顯著提高。

V3N鋼熱加工工藝較嚴格，1220～1230℃淬火，550℃4次1小時回火，精加工後再經深冷處理可獲得高硬度、高耐磨性和良好的韌性配合，使用過程中還可定期對凹模進行去應力回火以延長壽命。