S6-7-6-10高速钢的微观组织与力学性能相关性分析

S6-7-6-10高速钢（超级钴高速钢）技术解析

材料基本概况

S6-7-6-10高速钢是含钴超硬型高速钢，属于高性能工具钢的顶级材料，具有极高的红硬性和耐磨性，专为极端加工条件设计。

德国S6-7-6-10粉末高速钢为钴钨钼高速钢，提高了红硬性及高温硬度，改善了耐磨性，有较好的切削性，但强度和冲击韧性较低，易于氧化脱碳，用作齿轮刀具、铣削工具以及冲头、刀头等工具，供切削硬质材料用。

执行标准：DIN EN4957-2000

S6-7-6-10化学成分：

碳C：2.10～2.33

硅Si：0.30～0.70

锰Mn：0.20～0.40

硫S：≤0.030

磷P：≤0.030

铬Cr：3.80～4.50

钼Mo：6.00～8.20

钨W：6.30～14.00

钒V：5.00～6.75

钴Co：9.50～12.00

S6-7-6-10交货硬度:(退火)≤269HB。热处理及淬回火硬度:64HRC

核心物理性能

️密度：8.6 g/cm³

️热膨胀系数：10.8×10⁻⁶/K (20-600℃)

️导热系数：21 W/(m·K)

️弹性模量：230 GPa

️磁性：弱磁性

热处理规范

淬火处理

️阶梯预热：550℃ + 850℃

️奥氏体化温度：1220-1240℃

️保温时间：按截面尺寸计算（一般2-3min/mm）

️冷却方式：油冷/高压气淬

️淬火硬度：67-69 HRC

回火处理

️回火温度：540-560℃

️回火次数：3-4次（每次2小时）

️最终硬度：66-68 HRC

️红硬性：625℃时保持63 HRC

六大核心特性

1. 极限红硬性

625℃高温硬度63 HRC

二次硬化峰值显著

高温强度保持率>90%

2. 超强耐磨性

碳化物含量22-25%

VC碳化物硬度3000 HV

磨耗量比常规高速钢低60%

3. 优异的热稳定性

抗回火软化温度达650℃

热疲劳抗力优异

抗热裂性能突出

4. 高抗压强度

抗压强度4.8-5.2 GPa

抗弯强度3.8-4.2 GPa

抗塑性变形能力强

5. 良好的韧性平衡

冲击韧性8-10 J/cm²

断裂韧性25-28 MPa·m¹/²

抗崩角性能良好

6. 极佳的涂层适应性

与PVD/CVD涂层结合力强

可承受多层复合涂层

涂层后寿命提升3-5倍

典型应用领域

超硬材料加工

高温合金切削

钛合金精加工

淬硬钢(60HRC+)车削

精密模具制造

高寿命热作模具

精密锻模

压铸模关键部件

特种刀具

航空发动机叶片铣刀

深孔钻头

高精度齿轮刀具

特殊工况零件

高温轴承

耐磨导套

航天紧固件

加工性能指南

锻造工艺参数

工序温度范围(℃)变形量(%)注意事项

初锻1150-110030-50均匀加热

精锻1050-95020-30多向锻造

终锻≥90010-15缓冷

热处理关键控制点

️脱碳控制：保护气氛或真空处理

️晶粒控制：精确控温±5℃

️应力消除：分级淬火工艺

磨削加工要点

砂轮类型：CBN或金刚石

线速度：25-35 m/s

进给量：0.005-0.02 mm/pass

冷却液：高渗透性切削液

技术指标对比

性能S6-7-6-10普通高速钢粉末冶金高速钢

硬度(HRC)66-6862-6468-70

红硬性(℃)625550650

耐磨性极优良优

抗弯强度(GPa)3.8-4.23.0-3.54.0-4.5

价格指数2.51.04.0

使用技术规范

️切削参数推荐：

切削速度：60-100 m/min（高温合金）

进给量：0.05-0.2 mm/r

切削深度：≤2 mm

️模具应用要点：

预热温度：300-350℃

工作温度：≤700℃

维护周期：每5000次模检

️失效预防措施：

避免热冲击

定期刃口处理

控制接触应力

质量控制标准

符合GB/T 9943-2013

等效ASTM A600 M42

微观组织：≤2级

碳化物不均匀度：≤3级

纯净度：A类夹杂≤1.0级

表面处理方案

1. PVD涂层

TiAlN涂层：3-5μm，耐温900℃

AlCrN涂层：2-4μm，高硬度

2. CVD涂层

TiCN+Al₂O₃复合涂层：8-12μm

处理温度：900-1000℃

3. 表面强化

低温离子渗氮：0.1-0.3mm

蒸汽处理：形成Fe₃O₄膜

S6-7-6-10高速钢代表了传统熔炼高速钢的最高性能水平，特别适合高温、高强度材料的加工以及高负荷模具的应用，是高端制造领域不可替代的关键材料。