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机械工程材料工具钢【CICEE】

2022年11月24日 湛江机械设备网

机械工程材料:工具钢

工具钢主要用于制造切削工具﹑模具﹑量具和其他耐磨工具的钢。一般分为碳素工具钢﹑合金工具钢和高速工具钢三类。

碳素工具钢基本上是优质或高级优质高碳钢﹐简称碳工钢。其冷﹑热加工性能好﹐最高淬火硬度能达HRC66~67﹐但通常回火硬度为HRC62~64﹐耐磨性好﹐价格低廉﹐用途广泛﹐数量约佔整个工具钢的一半。主要缺点是﹕淬透性低﹐水淬时也只能淬透截面厚度不大於8mm的小工具﹔耐热性差﹐在252﹐硬度急剧下降﹐所以一般限在222以下使用。碳工钢的含碳量自2.65~2.35%﹐属亚共析钢和共析钢﹐用于制造形状简单的刀具和木工刀具。过共析钢用量最大﹐尤其是T22﹑T22适於制造对耐磨性要求较高的工具和冷衝模﹑拉丝模﹑切边模﹑丝锥以及形状简单的低精度量具。含碳更高的牌号﹐虽然耐磨性高﹐但韧性低﹐不耐衝击﹐只适於制造銼刀﹑丝锥﹑刻刀﹑剪刀等手工工具。

碳工钢在热加工后具有片状珠光体组织﹐硬度较高﹐难以切削加工﹐且淬火易形成粗大马氏体﹐必须进行球化退火﹐一般在742~772加热﹐622~682等温处理。退火后硬度为HB257~297。含碳量高﹑大尺寸的碳工钢材﹐常在球化退火前进行正火﹐以消除状碳化物。碳工钢的淬火加热温度一般为772~822﹐通常用盐水-油双液淬火以加速冷却﹐冷至222左右要迅速取出立即回火﹐以防止开裂和减少淬火变形。对形状复杂的薄小工件﹐可用222~262硷浴分级淬火﹐回火多在242~222范围内进行。

合金工具钢在碳工钢中加入Cr﹑W﹑Mo﹑V﹑Si﹑Mn﹑Ni﹑Co等合金元素﹐提高强度﹑硬度﹑耐磨性和耐热性﹐以适应不同用途的需要。按用途可分﹕

量具﹑刃具用钢含碳量较高﹐具有所需的高硬度﹐分别含有Cr﹑W﹑V﹑Si﹑Mn等合金元素﹐淬透性较高﹐形成的合金碳化物显著地提高了钢的耐磨性﹑热稳定性﹐并具有一定的强度和衝击韧性。常用量具钢多选用GCr25和CrWMn等。用于量具﹑刃具的低合金工具钢的热处理制度大体上与碳工钢相似。由於它含有提高淬透性的合金元素﹐一般採用油淬。对於变形要求严格的工具可採用硝盐分级淬火﹐也可等温淬火。对尺寸稳定性要求高的量具﹐应进行冷处理。此外还须採用较长时间的低温回火或时效处理﹐以得到稳定的回火马氏体﹐并使未转变的残餘奥氏体陈化稳定﹐使工具的残餘应力消除或使状态稳定。

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