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工具钢是什么,有什么介绍?

更新:2023年02月04日 21:54 好一点

好一点小编带来了工具钢是什么,有什么介绍?,希望能对大家有所帮助,一起来看看吧!
工具钢是什么,有什么介绍?

工具钢是用以*切削刀具、量具、模具和耐磨工具的钢。工具钢具有较高的硬度和在高温下能保持高硬度和红硬性,以及高的耐磨性和适当的韧性。工具钢一般分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢。

各种工具钢既有共同的要求,如硬度高、耐磨性好和有一定的韧性及强度等,又有各自的特殊要求,如红硬性、耐冲击、尺寸稳定性、抗热疲劳性和良好的综合机械性能等。为了满足这些不同要求,生产上采用各种不同成份的工具钢,并通过恰当的热处理工艺来达到其性能要求。

高速工具钢是一种合金工具钢,其中含有C,Mn,Si,Cr,V,W,Mo,Co。而它能用来做高速旋转切割工具,能耐磨,耐高温,就是其中Cr,V,W,Mo得比例比较大,以W12Cr4V5Co5为例,Cr->3.75%-5%,V->4.5%-5.25%,W->11.75%-13%。其中Cr和V得比例不得低于3%。P和S得含量不得大于0.030%。

合金工具钢的加工方法主要是压力加工钢和切削工具钢。合金工具钢种类和多,有冷作,热作,无磁,塑料模具钢等等,同时Cr和V得比例不能过低。

冷作模具工具钢的选择,在实际用途中工具钢是根据模具主要失效机理进行选择的。选择工具钢仅仅拥有钢材性能方面的知识是远远不够的,还必须考虑生产零件的数量,被加工材料的类型,厚度及其硬度等因素。选择工具钢的一种基本方法是先把除磨损外的其他失效机理全部排除,然后选择具备最适合耐磨损性的工具钢,以满足产品生产量的要求。

工具钢是合金工具钢材质。工具钢是用以*切削刀具、量具、模具和耐磨工具的钢。工具钢具有较高的硬度和在高温下能保持高硬度和红硬性,以及高的耐磨性和适当的韧性。工具钢一般分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢。

工具钢:

工具钢的使用寿命与其热处理的质量密切相关,工具钢的热处理特点是预先热处理多为球化退火,以获得均匀并且粒度适中的球化组织,最终热处理则是淬火加低温回火(高速钢为淬火加560℃回火三次),以获得在回火马氏体基体上分布着均匀细小碳化物的高硬度组织,保证工具的耐磨性。热锻模钢的热处理则有所不同,其预先热处理为一段退火,最终热处理为淬火加中温回火或高温回火,以获得良好的综合机械性能。

合金钢按用途分为:结构钢、工具钢、特殊性能钢三种。

1、结构钢

结构钢是指符合特定强度和可成形性等级的钢。可成形性以抗拉试验中断后伸长率表示。结构钢一般用于承载等用途,在这些用途中钢的强度是一个重要设计标准。

2、工具钢

工具钢(Tool steel),是用以*切削刀具、量具、模具和耐磨工具的钢。工具钢具有较高的硬度和在高温下能保持高硬度和红硬性,以及高的耐磨性和适当的韧性。

3、特殊性能钢

特殊性能钢具有特殊物理或化学性能,用来*除要求具有一定的机械性能外,还要求具有特殊性能的零件。其种类很多,机械*中主要使用不锈耐酸钢、耐热钢、耐磨钢。

合金工具钢的淬硬性、淬透性、耐磨性和韧性均比碳素工具钢高,按用途大致可分为刃具、模具和量具用钢3类。其中碳含量高的钢(碳质量分数大于0.80%)多用于*刃具、量具和冷作模具,这类钢淬火后的硬度在HRC60以上,且具有足够的耐磨性;碳含量中等的钢(碳质量分数 0.35%~0.70%)多用于*热作模具,这类钢淬火后的硬度稍低,为HRC50~55,但韧性良好。

根据化学成份不同,常将工具钢分为碳素工具钢、合金工具钢、高速钢(实质上是高合金工具钢)三大类。按钢的用途,则可分为刃具钢、模具钢、量具钢三大类。

1、碳素工具钢:碳素工具钢的碳质量分数较高,在0.65-1.35%之间,按其组织属于亚共析、共析或过共析钢。碳素工具钢热处理后表面可得到较高的硬度和耐磨性,心部有较好的韧性;退火硬度低(不大于HB207),加工性能良好。但其红硬性差,当工作温度达250℃时,钢的硬度和耐磨性急剧下降,硬度下降到HRC60以下、这类钢的淬透性低。较大的工具不能淬透(水中淬透直径为15mm),水淬时表面淬硬层与中心部位硬度相差很大。使工具在淬火时易产生变形。或形成裂纹此外,其淬火温度范围窄,在淬火时应严格控制温度。防止过热、脱碳和变形。

2、T7、T7A亚共析钢:具有较好的塑性、韧性和强度,以及一定的硬度,能承受震动和冲击负荷,但切削能力差。用于*承受冲击负荷不大,且要求具有适当硬度和耐磨性,及较好的韧性的工具,如锻模、凿子、锤、冲头、金属剪切刀、扩孔钻、钢印、木工工具、风动工具、机床顶尖、钳工工具、钻凿工具、较钝的外科医疗用具等。

3、T8、T8A共析钢:淬火加热时容易过热,变形也大,塑性和强度比较低,不宜*承受较大冲击的工具,但经热处理后有较高的硬度和耐磨性。用于*切削刃口在工作时不变热的工具,如木工工具、风动工具、钳工工具、简单模具、铆钉冲模、中心孔铳和冲模、切削钢材用工具、轴承、刀具、铝锡合金压铸板和型芯,以及各类弹簧等。

4、T8Mn、T8MnA共析钢:具有较高的淬透性和硬度,但塑性和强度较低。用于*断面较大的木工工具、手锯锯条、刻印工具、铆钉冲模、发条、带锯锯条、圆盘锯片、煤矿用凿、石工用凿等。

5、T9、T9A过共析钢:具有较高的硬度,但塑性和强度较低。用于*要求较高硬度且有一定韧性的各种工具,如刻印工具、铆钉冲模、压床模、冲头、木工工具、农机切割零件、凿岩工具和铸模的分流钉等。

6、T10、T10A过共析钢:晶粒细,在淬火加热时(温度达800℃)不致过热,仍能保持细品粒组织;淬火后钢中有未溶的过剩碳化物,所以具有比T8、T8A钢更高的耐磨性,但韧性较低。

用于*切削刃口在工作时不变热的工具,不承受冲击负荷而具有锋利刃口和少许韧性的工具,如加工木材用工具、手用横锯、手用细木工具、机用细木工具、麻花钻、拉丝模、冲模、冷镦模、螺丝锥、扩孔刀具、搓丝板、车刀、刨刀、铣刀、货币压模、小尺寸断面均匀的冷切边及冲孔模、低精度形状简单的卡板、钳工刮刀、硬岩石钻子、制铆钉和钉子用工具、螺丝刀、锉刀、刻纹用凿子、切纸和烟叶用刀具等。

7、T11、T11A过共析钢:具有较好的综合力学性能(如硬度、耐磨性和韧性等),晶粒更细,在加热时对晶粒长大和形成碳化物网的敏感性小。用于*在工作时切削刃口不变热的工具,如锯、錾刀、丝锥、锉刀、刮刀、发条、仪规、扩孔钻、板牙、切烟叶用刀具、尺寸不大和断面无急剧变化的冷冲模及木工刀具等。T12、T12A过共析钢。由于碳含量高。淬火后仍有较多的过剩碳化物,所以硬度和耐磨性高,但韧性低,且淬火变形大。不适于*切削速度高和受冲击负荷的工具。用于*不受冲击负荷,切削速度不高,切削刃口不变热的工具,如车刀、铣刀、钻头、铰刀、扩孔钻、丝锥、板牙、刮刀、量规、刀片、小型冲头、钢锉、锯、发条、切烟叶用刀具,及断面尺寸小的冷切边模和冲口模等。

用于*不受冲击负荷,但要求极高硬度的金属切削工具,如剃刀、刮刀、拉丝工具、锉刀、刻纹用工具、钻子,以及坚硬岩石加工用工具和雕刻用工具等。

工具钢采用屈服点的拼音字母“Q” ,屈服点数值和规定的质量等级脱氧方法等符号表示,按顺序组成牌号。例如碳素结构钢牌号为Q235AF、Q235BZ等;低合金钢高强度结构钢牌号表示为Q345C、Q345D等。

质量等级由A到E磷硫含量质量提高。碳素结构钢牌号中表示镇静钢的符号”Z”和表示特殊镇静钢的符号“TZ”可以省略,低合金高强度结构钢都是镇静钢或特殊镇静钢,其牌号中没有表示脱氧方法的符号。

根据需要,低合金高强度结构钢的牌号也可采用两位*数字(表示平均含碳量的万分之几)和化学元素符号,按顺序表示,如16Mn等。

工具钢的特性:

高速工具钢主要用于*高效率的切削刀具。由于其具有红硬性高、耐磨性好、强度高等特性,也用于*性能要求高的模具、轧辊、高温轴承和高温弹簧等。

高速工具钢经热处理后的使用硬度可达HRC63以上,在600℃左右的工作温度下仍能保持高的硬度,而且其韧性、耐磨性和耐热性均较好。

退火状态的高速工具钢的主要合金元素有多、钼、铬、钒,还有一些高速工具钢中加入了钴、铝等元素。这类钢属于高碳高合金莱氏体钢,其主要的组织特征之一是含有大量的碳化物。

工具钢、模具钢的区别是,一个是建筑用的钢,实际上也可以叫做模具钢,只是它做成了成卷的细圆或麻花状而已,一般在建材市场集中出现,所以叫做建筑钢,钢的成分和强度不同也有各自的名称。

一般建筑钢是比较差的模具钢,比如45号钢、A3钢、Q235、T8钢等等,这些钢在模具钢里面被称为碳素工具钢或者碳素结构钢,但是做成钢筋就变成建筑钢。

简介:

模具钢大致可分为:冷轧模具钢、热轧模具钢和塑料模具钢三类,用于锻造、冲压、切型、压铸等。由于各种模具用途不同,工作条件复杂,因此对模具用钢,按其所*模具的工作条件,应具有高的硬度、强度、耐磨性,足够的韧性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。

冷轧模具包括冷冲模、拉丝模、拉延模、压印模、搓丝模、滚丝板、冷镦模和冷挤压模等。冷作模具用钢,按其所*具的工作条件,应具有高的硬度、强度、耐磨性、足够的韧性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。

碳素工具钢的特点:

碳素工具钢价廉易得,易于锻造成形,切削加工性也比较好。碳素工具钢的主要缺点是淬透性差,需要用水、盐水或碱水淬火,畸变和开裂倾向性大,耐磨性和热强度都很低。因此,碳素工具钢只能用来*一些小型手工刀具或木工刀具,以及精度要求不高、形状简单、尺寸小、负荷轻的小型冷作模具,如用来*小冲头、剪刀、冷冲模、冷镦模等。特别需要指出的是,碳素工具钢适于做冷镦模,根据冷镦模的工作条件,模具材料除了应有足够的强度以及模具工作表面和型腔要有足够的硬度和硬化层外,还需要有足够的韧度,故这类模具热处理后要求内孔有一定的淬硬层而外部不能淬硬,从而可保持有较高的韧度。如果淬硬层过深,会因工作中承受大的冲击而迅速开裂。但对尺寸较大、负荷较重的冷镦模,也会因淬硬层薄和基体太软而压陷。

用作冷作模具的碳素工具钢主要有T7A、T10A、T11A等,其中,又以T10A钢应用最为普遍。冷作模具较少采用T8钢,主要有两方面原因:一是T8钢淬火加热过热敏感性大,甚至在加热温度比较低(780~790℃)的条件下,T8钢的晶粒也容易长大,韧度较差;二是T8钢淬火后组织中没有过剩的碳化物,因而耐磨性差。而过共析钢T10A、T11A在加热时能获得比较细的晶粒,淬火过热敏感性小,经适当热处理后可获得较高的强度和一定的韧度。另外,T10A、T11A钢在淬火后组织中还保留一些剩碳化物,可提高模具的耐磨性,这是T10A钢应用比较普遍的原因。

碳含量超过1.1%的过共析钢T12A,过剩碳化物较多,并且颗粒较粗大,碳化物在组织中的分布也不均匀,容易形成网状或断续网状,使钢的力学性能变坏。但是,对于韧度要求不高,只要求高硬度和耐磨性的切边模和剪刀,T12A钢还是可以采用的。亚共析钢T7、T7A的耐磨性不及T10A,但T7、T7A钢有较好的韧度,所以,在*韧度要求较高的模具时,可采用T7或T7A。

碳素工具钢如用水(或盐水、碱水)淬火会引起较大的畸变。碱浴分级淬火是解决其冷作模具淬火畸变的有效措施,又可基本上消除开裂现象。采用160~180℃碱浴分级淬火特别适合于不需要磨刃的成形模具,或只需要表面硬度,中心有一定强度、高韧度的塑料压模、冷镦模等,或小型的刃口模具(如冲头、落料模等)。

当要求有较深的淬硬层时,为了弥补其淬透性不足的弱点,一般将淬火温度提高20~40℃,适当增加保温时间。另一种办法是先在150~170℃碱浴中分级淬火,再在200~220℃硝盐中等温停留一段时间或先选用盐水冷却一段时间再放入硝盐中等温,其目的都是为了增加淬硬层深度。

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