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合金工具钢与高速工具钢

时间:2015-10-31 08:59来源:www.eadianqi.com 编辑:自动控制网
一、合金工具钢 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 1.金刃具钢 作用:制刀具、

一、合金工具钢

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。

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按用途分三类:刃具钢、模具钢、量具钢 本文来自www.eadianqi.com

1.金刃具钢

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作用:制刀具、如车刀、铣刀、钻头、丝锥、板牙等。

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性质:高的HB和耐腐性,高的红硬性和足够的韧性。

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如:低合金刃具钢

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成分: Wc:为0.8%~1.50 %

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Me:总的合金质量分数Me在5%以下 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

Cr.Si.Mn 作用:提高淬透性,提高硬度 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

w、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。 本文来自www.eadianqi.com

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℃。

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2.合金模具钢:

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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

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a)冷作模具钢

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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。 本文来自www.eadianqi.com

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。

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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。

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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。

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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。 本文来自www.eadianqi.com

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。

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6Cr4Mo3Ni2WV 适制冷热模具。 5Cr4Mo3SiMnVAl:适制冷热变形模具。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

2)热作模具钢

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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。

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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。

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常用钢号:5CrMnMo、5CrNiMo 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

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。

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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。

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3、合金量具钢

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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。 本文来自www.eadianqi.com

T10A 、 T12A 、价低,可获高 硬度 、高耐磨,但会引起尺寸变化。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

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。

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二、 高速钢

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特点:红硬性高达 600℃,有高的强度 、 硬度 、耐磨性及淬透性。

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适用于:各种用途和类型的高速切削刃具。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

以 W18Cr4V 为例: 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

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。 本文来自www.eadianqi.com

W——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。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

Cr——主要提高淬硬性,也可提高回火稳定性和抗蚀能力。 本文来自www.eadianqi.com

V ——造成红硬性主要元素。回火时析出Vc质点,产生二次硬化。

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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。 本文来自www.eadianqi.com

热处理: 一般为退火、淬火+回火 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

退火:球退加热温度860~880℃ , 保温2~3h,索氏体+合金碳化物,207~255HBS 。 本文来自www.eadianqi.com

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。

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淬火:温度为1260~1300℃ , 使碳化物溶入A,提高淬透性、红硬性。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

预热温度:简单件一次预热:800~850℃ 。

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复杂件二次 预热:一次预热500~600℃ ; 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

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。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

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。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

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%)

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