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《碳素工具鋼及合金工具鋼》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、工具鋼-正文碳素工具鋼?基本上是優(yōu)質(zhì)或高級優(yōu)質(zhì)高碳鋼,簡稱碳工鋼。其冷、熱加工性能好,最高淬火硬度能達HRC66~67,但通常回火硬度為HRC60~64,耐磨性好,價格低廉,用途廣泛,數(shù)量約占整個工具鋼的一半。主要缺點是:①淬透性低,水淬時也只能淬透截面厚度不大于8mm的小工具;②耐熱性差,在250℃,硬度急劇下降,所以一般限在200℃以下使用。碳工鋼的含碳量自0.65~1.35%(牌號為T7~T13),屬亞共析鋼和共析鋼(T7,T8),用于制造形狀簡單的刀具和木工刀具。過共析鋼用量最大,尤其是T10、T11適于制造對耐磨性要求較高的工具和冷沖模、拉絲模、切邊模、絲錐以及形狀簡單的低精度量具。
2、含碳更高的牌號,雖然耐磨性高,但韌性低,不耐沖擊,只適于制造銼刀、絲錐、刻刀、剪刀等手工工具。 碳工鋼在熱加工后具有片狀珠光體組織,硬度較高,難以切削加工,且淬火易形成粗大馬氏體,必須進行球化退火,一般在740~770℃加熱,600~680℃等溫處理。退火后硬度為HB157~197。含碳量高、大尺寸的碳工鋼材,常在球化退火前進行正火,以消除網(wǎng)狀碳化物。碳工鋼的淬火加熱溫度一般為770~820℃,通常用鹽水-油雙液淬火以加速冷卻,冷至100℃左右要迅速取出立即回火,以防止開裂和減少淬火變形。對形狀復(fù)雜的薄小工件,可用120~160℃堿浴分級淬火,回火多在140~220℃范圍內(nèi)進行。合金工具鋼?
3、在碳工鋼中加入Cr、W、Mo、V、Si、Mn、Ni、Co等合金元素,提高強度、硬度、耐磨性和耐熱性,以適應(yīng)不同用途的需要。按用途可分: 量具、刃具用鋼?含碳量較高(0.75~1.50%),具有所需的高硬度(≥HRC60),分別含有Cr、W、V、Si、Mn等合金元素,淬透性較高,形成的合金碳化物顯著地提高了鋼的耐磨性、熱穩(wěn)定性,并具有一定的強度和沖擊韌性。常用量具鋼多選用GCr15和CrWMn等。用于量具、刃具的低合金工具鋼的熱處理制度大體上與碳工鋼相似。由于它含有提高淬透性的合金元素,一般采用油淬。對于變形要求嚴格的工具可采用硝鹽分級淬火,也可等溫淬火。對尺寸穩(wěn)定性要求高的量具,應(yīng)進行冷處理
4、。此外還須采用較長時間的低溫回火或時效處理,以得到穩(wěn)定的回火馬氏體,并使未轉(zhuǎn)變的殘余奧氏體陳化穩(wěn)定,使工具的殘余應(yīng)力消除或使?fàn)顟B(tài)穩(wěn)定。 耐沖擊工具用鋼?含碳量在0.35~0.65%范圍的中碳鉻鎢硅鋼(如5CrW2Si),熱處理后具有高的沖擊韌性、高的疲勞強度和較高的耐磨性,適于制造受沖擊載荷大的工具,如手動或風(fēng)動鑿子等?! ±渥髂>哂娩?含碳量較高,大多在0.85%以上,個別達2%以上,具有很高的硬度(HRC60以上)和耐磨性。其中低、中合金類型基本上與量具、刃具用鋼類似,如9Mn2V、CrWMn。Cr6WV和Cr4W2MoV可作較大尺寸的冷沖模具。最具有代表性的是高碳高鉻的微變形工具鋼Cr
5、12和Cr12MoV。這類鋼具有高耐磨性、高淬透性和淬火微變形性,適于制造大型精密冷作模具。Cr12MoV有兩種淬火制度:一種為常用的較低溫度(950~1050℃)淬火和低溫(150~200℃)回火,以獲得較高硬度和較小變形;另一種為高溫(1100~1130℃)淬火和高溫(500~520℃)回火,產(chǎn)生二次硬化,以提高鋼的硬度,獲得較高的紅硬性和耐磨性,適于制作在400~500℃下工作的模具。但Cr12鋼一般只采用前一種淬火制度。由于這類鋼屬于萊氏體鋼,鑄態(tài)組織內(nèi)會出現(xiàn)大量網(wǎng)狀共晶碳化物,必須在塑性加工過程中使其破碎并均勻地分布在基體上,以增加鋼的耐磨性,阻止高溫淬火晶粒長大和同時使鋼具有足夠的
6、韌性?! 嶙髂>哂娩?含碳量大多在0.3~0.6%之間,并含某些合金元素。這類鋼的主要特性是抗回火穩(wěn)定性好,在與工件接觸受熱的狀態(tài)下,仍能保持較高的硬度和強度,有較好的耐熱疲勞性和沖擊韌性,主要用于制作熱鍛壓、熱沖壓、熱擠壓、熱精鍛和壓鑄等模具。一般錘鍛??刹捎酶唔g性和一般耐熱性(350~375℃以下)的模具鋼5CrMnMo和5CrNiMo。熱頂鍛和熱擠壓模因在工作期間(尤其在銅擠壓和鋼擠壓生產(chǎn)中)與被變形的熱金屬接觸時間長,容易受熱軟化,要求有較高的耐熱性,常采用3Cr2W8V,4Cr5MoVSi,4Cr5W2VSi。這些鋼高溫回火時均產(chǎn)生二次硬化,適于在500~650℃下工作。壓鑄模用材
7、料必須具有優(yōu)越的耐熱疲勞性和耐熱沖刷腐蝕性。常用的3Cr2W8V等是壓鑄鋅、鋁和鎂合金等低熔點金屬的良好材料。對要求有更高耐熱性的精密鍛造模具,壓鑄高熔點金屬的模具,則非一般熱作模具鋼所能勝任。應(yīng)選用鎢、鉬等難熔合金以提高模具使用壽命?! ∷芰夏>咪?近年來隨著塑料工業(yè)的發(fā)展,塑料模具鋼也得到了發(fā)展。由于塑料模具的模腔復(fù)雜,尺寸要求精密,因此對塑料模具鋼除要求耐磨、耐腐蝕以外,特別要求鋼的可加工性