研究和發(fā)展模具新鋼種，是改善和提高模具鋼的強(qiáng)韌性，延長(zhǎng)模具的使用壽命的重要途徑。我國(guó)模具工業(yè)在迅速發(fā)展，我國(guó)的材料工作者在借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合本國(guó)資源情況和特點(diǎn)，引進(jìn)和研制了不少新型模具鋼。

經(jīng)過生產(chǎn)上的考核篩選，一些性能優(yōu)異、工藝性能也比較好的鋼種受到模具制造和使用單位的歡迎，使模具的使用壽命達(dá)到甚至超過國(guó)內(nèi)外同類模具的水平，如北京鋼鐵學(xué)院與大冶鋼廠研制的無Co超硬高速鋼W12Cr4Mo3V3N(簡(jiǎn)稱V3N)的各項(xiàng)性能優(yōu)良，獲中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)，中華人民共和國(guó)專利(91102252)，V3N模具性能比現(xiàn)用普通高速鋼提高2～10倍，相當(dāng)于國(guó)際市場(chǎng)現(xiàn)用含 10%Co的高速鋼，已成功地推廣應(yīng)用在工模具生產(chǎn)中，可使壽命成倍增加。

V3N成分及性能特點(diǎn)

W12Cr4Mo3V3N(簡(jiǎn)稱V3N)是鎢-鉬系含氮無鈷超硬型高速鋼，V3N的化學(xué)成分c:1.21%; W: 11.88%; Mo: 2.95%; Cr4.00%; V:2.87%; N: 0.075%.新型超硬高速鋼V3N成分設(shè)計(jì)特點(diǎn)是：

高C： C對(duì)冷作模具鋼的強(qiáng)韌性、耐磨性有決定性的影響。含碳量增加，則抗壓強(qiáng)度及耐磨性增加。因此，抗沖擊及高強(qiáng)韌冷作模具鋼含碳量較高。

高V： V強(qiáng)烈細(xì)化晶粒，強(qiáng)烈提高耐磨性、紅硬性及二次硬化能力。但含量過多會(huì)明顯惡化可鍛性及磨削性。

含N：N可細(xì)化晶粒，又有析出強(qiáng)化的作用，且機(jī)械性能及焊接性能都較好。

主要技術(shù)性能：V3N鋼具有硬度高、耐磨性好、高的紅硬性和一定的韌性，在冷作模具鋼上應(yīng)用效果十分顯著。該鋼與含鈷高速鋼相比，價(jià)格低廉且易加工，通過適當(dāng)?shù)臒崽幚?，可得到高硬?HRC67～70)、高紅硬性(625℃4小時(shí)，HRC63～65)和高耐磨性，韌性和抗彎強(qiáng)度均不低于普通型高速鋼，可克服模具刃口塌陷和崩裂等早期損壞。

V3N鋼模具的加工工藝

模具熱處理方法和加工工藝的選擇同樣要根據(jù)模具的工作條件、失效方式和對(duì)性能的不同要求來確定。應(yīng)不斷改善熱處理設(shè)備，改進(jìn)熱處理工藝，使材料的強(qiáng)度、韌性得到最佳配合，并嚴(yán)格遵循熱處理工藝，控制加熱溫度、時(shí)間、冷卻速度，從而保證模具的使用性能。

1，鍛造

V3N鋼含有大量的一次碳化物和二次碳化物，若保留在淬火組織中，將急劇降低模具所有壽命。只有通過對(duì)原材料改鍛，擊碎碳化物，才能使其呈細(xì)小、均勻的形貌分布于鋼基體，提高整體力學(xué)性能。

V3N鋼導(dǎo)熱性差，鍛坯加熱時(shí)應(yīng)充分預(yù)熱，始鍛溫度1170℃，終鍛溫度950℃，設(shè)備可采用250kg(小件)和400kg空氣錘，開始采用輕錘快打，中間用重錘打，最后慢打輕打，鍛后于石棉粉箱中緩冷取出后即進(jìn)行退火處理。

2，鍛后退火

可采用等溫退火或普通860 oC退火4小時(shí). 機(jī)械加工

鍛后硬度較高，采用等溫或普通退火后，機(jī)加可順利進(jìn)行，淬火后因工硬度較高，故工件成型磨削難度較大，可采用鐠鈮剛玉加鉻制作的砂輪進(jìn)行磨削。