合金工具钢与高速工具钢的常识

磨界之神

合金工具钢与高速工具钢的常识 " ^2 N$ T7 o; B. C( i一、合金工具钢 : c+ y4 ^* s5 m4 v+ U9 ] 是在碳钢基础上，再加上适量的Ml的钢。比碳素工具钢具有更高HB、耐腐性、特别是具有更好的淬透性，红硬性和回火稳定性等。因而可制截面积大，形状复杂，性能要求高的工具。 按用途分三类：刃具钢、模具钢、量具钢 4 u5 o2 X) ^, P( _0 R1.金刃具钢 作用：制刀具、如车刀、铣刀、钻头、丝锥、板牙等。 ' [0 P) T- c$ [* C4 r 性质：高的HB和耐腐性，高的红硬性和足够的韧性。 4 H) N. `+ F8 S& D; R* C, j; m4 W : r8 t2 B2 z! O$ w b2 d8 A如：低合金刃具钢 , G3 C3 g. V+ g8 h7 U , }: y5 J: I! Q* J1 V3 |! U) _0 p9 W成分： Wc：为0.8％~1.50 ％ Me:总的合金质量分数Me在5%以下 ! h. Y6 L- O" r. ~, s/ F0 d Cr.Si.Mn 作用:提高淬透性，提高硬度 $ V; S7 e" R9 X' Ow、v 形成碳化物元素：提高硬、耐磨性和红硬性，提高回火稳定性。 . L C a& h7 Y$ Y热处理: 球化退火、淬火及低温回火(可在油中淬火,变形小),使用温度<300℃。 / l+ f1 d: c* _- x! D4 I. I 2.合金模具钢： 3 L, o! e6 j8 q' {: s- j) ] " g" h+ r# L+ M& f7 `冲压和模锻是金属材料成形的重要方法，用于成形的模具所用的钢，称模具钢。 按模具工作条件分： 冷作模具钢 、热作模具钢 a）冷作模具钢 用于制造在冷态下使金属变形的模具，如冷冲模，拉延模，冷挤压模等。在工作时，不承受较大的冲击载荷，但模具表面严重磨损。因此，必需具有高硬度、高耐磨及足够韧性。 4 _3 i; [* W. W 如 T8A、T10A、T12A、优点：价低，切削加工好，缺点：淬透性低耐磨性低，变形小、寿命低。 适用于制造尺寸不大 、形状简单、载荷较小件。 : T& W/ l' x$ l, N+ c如Cr12、Cr12MoV等，具有淬火变形小、淬透性好，耐 磨性高，广泛用于载荷大、形状复杂的高精度模具。 ( b" [$ ^5 U7 ?* O6 P7 w0 E 9 s' I( D9 k! L: L4 O/ g2 v" P高碳高铬钢典型钢号：Cr12、Cr12MoV。属于莱氏体钢，锻打后采用等温退火软化硬度为207～267HBS，淬火工艺有两种： 一次硬化处理：低温淬火+低回。如Cr12.淬火温度950～980℃，Cr12MoV选 980～1083℃淬火，回火在200 ℃ 左右，使钢具有高硬度和耐磨性，较小热处理变形；二次硬化法 ： Cr12MoV，1050～1080℃淬火。A＇较多，490～520℃回火，并多次进行，硬度60～62HRC。适宜于工作温度较高（400～500℃）且受载荷不大或淬火后表面需氮化模具。 & {. B' X( N1 Q) ^* |高碳中铬钢：如Cr6WV、A2(Cr5MoV)国外用的较多。属过共析钢,锻造退火后硬度为241HBS，Cr6WV淬火960～980℃，热油淬火，及时回火（开裂倾 向大）。可替代高碳高铬钢制冷冲模，冷墩模和冷挤压模。 9 Q# U( S+ S3 q 基体钢 ：在高速钢成分上，添加或调整合金元素并适当增减碳的质量分数，改善钢的性质，适应某些用途的钢种，均称基体钢。65Cr4W3Mo2VNb 适制形状复杂，冲击较大，尺寸较大冷变形模。 6Cr4Mo3Ni2WV 适制冷热模具。 5Cr4Mo3SiMnVAl:适制冷热变形模具。 4 W3 K! h- \9 |) ? d7 g/ V) T8 H1 B + N3 m9 ~6 P! P* }! c( g5 A: X2）热作模具钢 9 z- |* u- X" p4 J) k5 q h0 @$ F* l' ]( p5 i用于制造在受热状态下对金属进行变形加工的模具如热锻模、热挤压模和压铸模。承受较大的冲压载荷，还受很大的压应力，拉应力和弯曲应力以及炽热金属在模腔中流动所产生的强烈摩擦力。 ( w! ^- [, D) c& L* s& j# f $ |2 X/ d9 D0 U c性能要求：在受热条件下保持其高硬度、高强度和韧性，还具有抗热疲劳能力及足够淬透性。 常用钢号：5CrMnMo、5CrNiMo 热锻模的热处理：加热温度820～870℃，中温或高温回火，组织为T回或S回， 硬度为40～47HRC。 , a8 T- k) e0 t* a% s3 e 压铸模：常用材料3Cr2W8V。工作时，与炽热金属接触时间较长，要求更高的红硬性和导热性及抗热疲劳能力。还需具有抗高温金属液的腐蚀和金属液的冲刷能力。3Cr2W8V.在400～500℃及800～850℃两次予热，减小变形。淬火温度为1050～1150℃油或空冷。 一般工作在560～620℃以下。 5 m) A/ @. W* g& z0 K5 `- q3、合金量具钢 |6 I/ s7 l( ~! T+ F% {4 l 量具是机加过程中控制加工精度的测量工具。如千分尺、块规、塞规等。受到磨损与碰撞。应有高硬度（58~64HBC）和耐磨性，高的尺寸稳定性及足够韧性。 T10A 、 T12A 、价低，可获高 硬度 、高耐磨，但会引起尺寸变化。 GCr15 变形小，淬透性较大，油淬内应力小，且有 合金， 使 M 分解温度提高 , 使组织稳定性提高。因此，高精度和复杂件常用 合金钢 制。 热处理 为淬火 + 低回。有的进行冷处理。降低 A＇ ，精加工后进行一次时效处理。即在 100~150 ℃长时间（ 24 ~36h ）回火，稳定组织，消除应力。 . g; z, r$ y1 a. z二、 高速钢 特点：红硬性高达 600℃，有高的强度 、 硬度 、耐磨性及淬透性。 " M: `; \3 ]& \适用于：各种用途和类型的高速切削刃具。 % c1 C. z, W; c) d2 n 以 W18Cr4V 为例： 0 t0 u: b% G1 o, k: ^ 成分： Wc＝0.7~0.8 %,它与W、Cr形成合金碳化物，另外还在溶入高温A中获M过饱和。保证 高HB。高耐腐以及良好的红硬性。 3 \& G5 `, O- I- B' ^2 iW——具有红硬性的主要元素，含有大量W的M具有高的回火抗力。在500~ 600℃回火时，能发生二次硬化。 + A+ r! P7 Z0 \ Q& i# I, J- { Cr——主要提高淬硬性，也可提高回火稳定性和抗蚀能力。 V ——造成红硬性主要元素。回火时析出Vc质点，产生二次硬化。 $ H( h* \& o3 l/ T$ U锻造： W18Cr4V 属莱氏体钢。骨骼状莱氏体共晶网及不均匀 的合金碳化物，必需锻造打碎。锻造比Y>10，终锻温度>900℃,以免锻裂，锻后缓冷。 6 H9 W, Z7 ]/ P& @$ {; Z+ M' g 5 n3 ^/ ~, Z( O3 a, E热处理： 一般为退火、淬火+回火 } r# w7 y; Y退火：球退加热温度860～880℃ ， 保温2~3h，索氏体+合金碳化物，207～255HBS 。 0 Q7 r7 d" |3 L& V$ \ + X, H% _) Q3 a9 B6 ?: w2 ]/ W目的：消除锻造内应力，降低硬度，细化晶粒，为切削和热处理作准备。 淬火：温度为1260～1300℃ ， 使碳化物溶入A，提高淬透性、红硬性。 预热温度：简单件一次预热：800~850℃ 。 9 W8 [5 |+ A0 x2 g; G+ e 复杂件二次 预热：一次预热500~600℃ ； / D+ P K, b2 r; I ; m5 q+ ]0 ^; G4 w- C' @4 K9 ~二次预热800~850℃，常以熔盐，淬火常用油冷或分级淬火。组织为M+K+A`（30%左右），硬度为63~64HRC。 - f3 d" k" Z" ^0 x* W8 l, H回火：550~570℃三次回火，每次回火1h，一部分碳及合金从A中析出，降低A＇中碳及合金的质量分数。提高M 转变温度，当随后冷却时。就有部分A＇转变M使硬度提高。另外回火时，特殊碳化物的弥散析出所产生的“二次硬化”会使钢的硬度达到最大值。 $ Q- Y. d" K/ _ ; K4 H1 P; [, l8 s& J+ J$ \三次回火原因是，可使A`减至最低量（一次回火剩15%，二次剩3~5%，三次剩1~2%） 。