合金工具鋼的介紹
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工具鋼材出廠狀態(tài)、相關(guān)參數(shù)和注意事項
合金工具鋼
工具鋼簡介
合金工具鋼alloytoolsteel
在碳素工具鋼中加入Si、Mn、Ni、Cr、W、Mo、V等合金元素的鋼。
加入Cr和Mn可以提高工具鋼的淬透性,可根據(jù)要求,有選擇地加入或同時加入其他元素(加入總量一般不超過5%),即形成一系列的合金工具鋼。
按用途分類
合金工具鋼的淬硬性、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(zhì)量分數(shù)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(zhì)量分數(shù)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。
高速工具鋼
高速工具鋼主要用于制造高效率的切削刀具。由于其具有紅硬性高、耐磨性好、強度高等特性,也用于制造性能要求高的模具、軋輥、高溫軸承和高溫彈簧等。高速工具鋼經(jīng)熱處理后的使用硬度可達HRC63以上,在600℃左右的工作溫度下仍能保持工具鋼11crv高的硬度,而且其韌性、耐磨性和耐熱性均較好。退火狀態(tài)的高速工具鋼的主要合金元素有多、鉬、鉻、釩,還有一些高速工具鋼中加入了鈷、鋁等元素。這類鋼屬于高碳高合金萊氏體鋼,其主要的組織特征之一是含有大量的碳化物。鑄態(tài)高速工具鋼中的碳化物是共晶碳化物,經(jīng)熱壓力加工后破碎成顆粒狀分布在鋼中,稱為一次碳化物;從奧氏體和馬氏體基體中析出的碳化物稱為二次碳化物。這些碳化物對高速工具鋼的性能影響很大,特別是二次碳化物,其對鋼的奧氏本晶粒度和二次硬化等性能有很大影響。碳化物的數(shù)量、類型與鋼的化學(xué)成分有關(guān),而碳化物的顆粒度和分布則與鋼的變形量有關(guān)。鎢、鉬是高速工具鋼的主要合金元素工具鋼材料,對鋼的二次硬化和其他性能起重要作用。鉻對鋼的淬透性、抗氧化性和耐磨性起重要作用,對二次硬化也有一定的作用。釩對鋼的二次硬化和耐磨性起重要作用,但降低可磨削性能。
高速工具鋼的淬火溫度很高,接近熔點,其目的是使合金碳化物更多的溶入基體中,使鋼具有更好的二次硬化能力。高速工具鋼淬火后硬度升高,此為次硬化,但淬火溫度越高,則回火后的強度和韌性越低。淬火后在350℃以下低溫回火硬度下降在350℃以上溫度回火硬度逐漸提高,至520~580℃范圍內(nèi)回火(化學(xué)成分不同,回火溫度不同)出現(xiàn)第二次硬度高峰,并超過淬火硬度,此為二次硬化。這是高速工具鋼的重要特性。
高速工具鋼除了具有高的硬度、耐磨性、紅硬性等使用性能外,還具有一定的熱塑性、可磨削性等工藝性能。
多系高速工具鋼主要合金元素是鎢,不含鉬或含少量工具鋼產(chǎn)量鉬。其主要特性是過熱敏感性小,脫碳敏感性小、熱處理和熱加工溫度范圍較寬,但碳化物顆粒粗大,分布均勻性差,影響鋼的韌性和塑性。
鎢鉬系高速工具鋼的主要合金元素是鎢和鉬。其主要特性是碳化物的顆粒度和分布均優(yōu)于鎢系高速工具鋼,脫碳敏感性和過熱敏感性低于鉬系高速工具鋼,使用性能和工藝性能均較好。
鉬系高速工具鋼的主要合金元素是鉬,不含鎢或含少量鎢。其主要特性是碳化物顆粒細,分布均勻、韌性好,但脫碳敏感性和過熱敏感性大、熱加工和熱處理范圍窄。
含鉆高速工具鋼是在通用高速工具鋼的基礎(chǔ)上加入一定量的工具鋼的密度鈷,可顯著提高鋼的硬度、耐磨性和韌性。
粉末高速工具鋼是用粉末冶金方法產(chǎn)生的。首先用霧化法制取低氧高速工具鋼預(yù)合金粉末,然后用冷、熱靜壓機將粉末壓實成全致密的鋼坯,再經(jīng)鍛、軋成材。粉末高速工具鋼的碳化物細小、分布均勻,韌性、可磨削性和尺寸穩(wěn)定性等均很好,可生產(chǎn)用鑄錠法個可能產(chǎn)生更高合金元素含量的超硬高速工具鋼。粉末高速工具鋼可分為3類,類是含鈷高速工具鋼,其特點是具有接近硬質(zhì)合金的硬度,而且還具有良好的可鍛性工具鋼分為、可加工性、可磨性和強韌性。第二類是無鈷高鎢、鉬、釩超硬高速工具鋼工具鋼多少錢一公斤。第三類是超級耐磨高速工具鋼。其硬度不太高,但耐磨性極好,主要用于要求高耐磨并承受沖擊負荷的工作條件。
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