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合金工具鋼特性
來源: | 作者:東啟特鋼 | 發布時間: 2021-07-29 | 61 次瀏覽 | 分享到:
合金tool-steel工具鋼的淬硬性、淬透性、耐磨性和韌性均比碳素工具鋼高,按用途大致可分為刃具、模具和量具用鋼3類。其中碳含量高的鋼(碳質量分數大于0080%)多用于制造刃具、量具和冷作模具,這類鋼淬火后的硬度在HRC60以上,且具有足夠的耐磨性;碳含量中等的鋼(碳質量分數 0.35%~0.70%)多用于制造熱作模具,這類鋼淬火后的硬度稍低,為HRC50~55,但韌性良好。
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  合金tool-steel工具鋼的淬硬性、淬透性、耐磨性和韌性均比碳素工具鋼高,按用途大致可分為刃具、模具和量具用鋼3類。其中碳含量高的鋼(碳質量分數大于0080%)多用于制造刃具、量具和冷作模具,這類鋼淬火后的硬度在HRC60以上,且具有足夠的耐磨性;碳含量中等的鋼(碳質量分數 0.35%~0.70%)多用于制造熱作模具,這類鋼淬火后的硬度稍低,為HRC50~55,但韌性良好。

  合金工具鋼

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  刃具在工作條件下產生強烈的磨損并發熱,還有震動和承受一定的沖擊負荷。刃具用鋼應具有高的硬度、耐磨性、紅硬性和良好的韌性。為了保證其具有高的硬度,滿足形成合金碳化物的需要,鋼中碳質量分數一般在0.80%~1.45%。鉻是這類鋼的主要合金元素,質量分數一般在0.50%~1.70%,有的鋼還含有鎢,以提高切削金屬的性能。這類工具鋼因含有合金元素,因此淬透性比碳素工具鋼好,熱處理產生的變形小,具有高的硬度和耐磨性。常用的鋼類有鉻鋼、硅鉻鋼和鉻鎢錳鋼等。

  

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  模具大致可分為冷作模具、熱作模具和塑料模具3類,用于鍛造、沖壓、切型、壓鑄等。由于各種模具用途不同,工作條件復雜,因此對模具用鋼,按其所制造模具的工作條件,應具有高的硬度、強度、耐磨性,足夠的韌性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。由于這類用途不同,工作條件復雜,因此對模具用鋼的性能要求也不同。

  

  冷作模具包括冷沖模、拉絲模、拉延模、壓印模、搓絲模、滾絲板、冷鐓模和冷擠壓模等。冷作模具有鋼,按其所制造具的工作條件,應具有高的硬度、強度、耐磨性、足夠的韌性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。用于這類用途的合金工具用鋼一般屬于高碳合金鋼,碳質量分數在0.80%以上,鉻是這類鋼的重要合金元素,其質量分數通常不大于5%。但對于一些耐磨性要求很高,淬火后變形很小模具用鋼,最高鉻質量分數可達13%,并且為了形成大量碳化物,鋼中碳質量分數也很高,最高可達2.0%~2.3%。冷作模具鋼的碳含量較高,其組織大部分屬于過共析鋼或萊氏體鋼。常用的鋼類有高碳低合金鋼、高碳高鉻鋼、鉻鉬鋼、中碳鉻鎢釧鋼等。

  

  熱作模具分為錘鍛、模鍛、擠壓和壓鑄幾種主要類型,包括熱鍛模、壓力機鍛模、沖壓模、熱擠壓模和金屬壓鑄模等。熱變形模具在工作中除要承受巨大的機械應力外,還要承受反復受熱和冷卻的做用,而引起很大的熱應力。熱作模具鋼除應具有高的硬度、強度、紅硬性、耐磨性和韌性外,還應具有良好的高溫強度、熱疲勞穩定性、導熱性和耐蝕性,此外還要求具有較高的淬透性,以保證整個截面具有一致的力學性能。對于壓鑄模用鋼,還應具有表面層經反復受熱和冷卻不產生裂紋,以及經受液態金屬流的沖擊和侵蝕的性能。這類鋼一般屬于中碳合金鋼,碳質量分數在0.30% ~0.60%,屬于亞共析鋼,也有一部分鋼由于加入較多的合金元素(如鎢、鉬、釩等)而成為共析或過共析鋼。常用的鋼類有鉻錳鋼、鉻鎳鋼、鉻鎢鋼等。

  

  塑料模具包括熱塑性塑料模具和熱固性塑料模具。塑料模具用鋼要求具有一定的強度、硬度、耐磨性、熱穩定性和耐蝕性等性能。此外,還要求具有良好的工藝性,如熱處理變小、加工性能好、耐蝕性好、研磨和拋光性能好、補焊性能好、粗糙度高、導熱性好和工作條件尺寸和形狀穩定等。一般情況下,注射成形或擠壓成形模具可選用熱作模具鋼;熱固性成形和要求高耐磨、高強度的模具可選用冷作模具鋼。

  

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  量具應具有良好的尺寸穩定性、高耐磨性、高硬度和一定的韌性。因此,量具用鋼慶應具有硬度高、組織穩定、耐磨性好,以及良好的研磨和加工性能、熱處理變形小、膨脹系數小和耐蝕性好。這類鋼一般屬于過共析鋼,加入的合金元素有鉻、錳、鎢、鉬等。常用的鋼類有鉻鋼、鉻鎢錳鋼、錳釩鋼等。


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