该类钢又称高承载能力冷作模具钢，即高速工具钢，如W18Cr4V（W18）、W6Mo5Cr4V2（W6或M2）、W9Mo3Cr4V（W9）及W12Mo3Cr4V3N（V3N）钢，具有高的强度、硬度、抗压性、耐磨性和热硬性，其承载能力居于各冷作模具钢之首，已经成为重载冲头的基本材料。该类钢的化学成分见表3-57。

表3-57 常用高速工具钢的化学成分

注：w（P）≤0.03%，w（S）≤0.03%。

（1）W18Cr4V（W18）钢 该钢为钨系高速工具钢，承载能力居各种模具钢之首，但韧性和导热性较差，其热处理温度范围较宽，淬火不易过热，热处理过程不易氧化脱碳。缺点为热处理工艺复杂，淬火与回火后的模具畸变难以控制，在使用中脆性大，易产生崩刃现象。

1）W18钢的预备热处理工艺规范见表3-58。

表3-58 W18钢的预备热处理工艺规范

2）W18钢的淬火工艺规范见表3-59。推荐的回火温度为560～580℃，回火三次以上，回火后硬度≥62HRC。高速工具钢在560～580℃回火，硬度显著提高并达到最高值，即发生“二次硬化”现象。

表3-59 W18钢的淬火工艺规范

3）W18钢模具淬火、回火。预热温度为850℃，保温时间按24s/mm计算，淬火温度1260～1300℃，保温时间按12～15s/mm计算，油冷；回火温度560℃，回火3次，每次1h，空冷，硬度为≥62HRC。

4）提高W18钢模具寿命的热处理工艺见表3-60。

表3-60 提高W18钢模具寿命的热处理工艺

5）应用。W18钢适于制造要求高的硬度、抗压强度、耐磨性且承受高载荷的冷作模具，如重载冲头、冷挤压模等，以及整体淬硬型塑料模具、粉末冶金压模和各种小型高寿命冷剪刃；该钢制作的冷挤压凸模经1280℃加热，在260℃硝盐中等温4h，空冷，进行三次正常回火后，凸模硬度为62～64HRC，组织为贝氏体（体积分数约55%）+马氏体（体积分数35%），凸模寿命可提高1～2倍。

（2）W6Mo5Cr4V2（W6）钢 该钢为钨钼系通用型高速工具钢，具有碳化物细小均匀、韧性高、热塑性好等特点。该钢是代替W18Cr4V钢的主要钢材，淬火畸变中等，回火稳定性好，淬硬层深度深，缺点为加热过程中易于氧化、脱碳。

1）W6钢的预备热处理工艺规范见表3-61。

表3-61 W6钢的预备热处理工艺规范

2）W6钢的淬火工艺规范见表3-62。推荐的回火工艺：回火温度为560℃，回火三次，硬度为62～66HRC。该钢具有回火二次硬化现象，回火硬化高峰值温度在560℃左右。

表3-62 W6钢的淬火工艺规范

3）W6钢模具淬火、回火。预热温度为850℃，预热时间按24s/mm计算。冷作模具钢的淬火温度为1150～1200℃，保温时间按12～15s/mm计算，油冷，560℃×1h×3次回火，空冷，模具淬火、回火后硬度≥60HRC。

4）提高W6钢模具寿命的热处理工艺见表3-63。(www.daowen.com)

表3-63 提高W6钢模具寿命的热处理工艺

5）应用。W6钢用于制作冷挤压模、冷镦模、不锈钢拉深模，以及要求强度高和耐磨性好的塑料模具等。用于制作预应力镶套式M12螺栓冷镦模，推荐淬火硬度为59～61HRC，模具使用寿命为5万～7万件。

（3）W9Mo3Cr4V（W9）钢 该钢为通用型钨钼系高速工具钢，其冶金质量与工艺性能具有W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2钢的优点，同时可避免或明显减少这两者的缺陷，具有良好综合性能，以及高的硬度、热硬性及高温硬度。

1）W9钢的预备热处理工艺规范见表3-64。

表3-64 W9钢的预备热处理工艺规范

2）W9钢的淬火工艺规范见表3-65。

表3-65 W9钢的淬火工艺规范

3）推荐的回火温度为550～570℃，回火三次，每次1～1.5h。在该温度区间，硬度显著提高，并达到最高值，即发生“二次硬化”现象。

4）提高模具寿命的热处理工艺。冷处理-80～-70℃×1～1.5h，硬度为63～65HRC；改进型淬火、回火，W9钢制冲裁模热处理工艺曲线如图3-1所示^[1]。

图3-1 W9钢制冲裁模热处理工艺曲线

例如，采用GCr15钢制作冲压高速工具钢机用锯条圆弧及孔的冲裁模，因强度及耐磨性不足，只能冲压1万～2万只锯条，后改用W9钢也只能冲压3万～5万只，但采用图3-1所示的热处理工艺后可冲压27万只锯条。

5）应用。W9钢用于制作重载荷模具，如冷挤压模等；也可用于高速精密冲裁模、薄片冲裁模；还可代替W18钢、W6钢用于制作冷挤压模等。

（4）W12Mo3Cr4V3N（V3N）钢 该钢为钨钼系含氮超硬型高速工具钢，是国内研制的一种无钴超硬高速工具钢。与一般高速工具钢相比，该钢具有硬度高、热硬性和耐磨性好等特点，制造冷作模具时有很好的耐磨性能。

1）V3N钢的预备热处理工艺规范见表3-66。

表3-66 V3N钢的预备热处理工艺规范

2）V3N钢的淬火工艺规范见表3-67。推荐的回火工艺：温度为550～570℃，回火4次，每次1h，硬度为≥65HRC。该钢具有二次硬化现象，回火硬化高峰值温度在560℃左右。

表3-67 V3N钢的淬火工艺规范

3）应用。V3N钢可用于工作条件更苛刻的冷作模具，以及切削工具等。