合金工具钢牌号表示方法和用途分类

2019-07-0211:32:27合金工具钢牌号表示方法和用途分类已关闭评论

合金工具钢牌号表示方法是当w C<1%时,则牌号前的数字表示平均碳质量分数的千分之几,但其平均w C>1%时,碳的质量分数不标出。合金元素的表示方法与合金结构钢相同。例如,9Mn2V钢表示碳的质量分数为0.90%,锰的质量分数为1.70%~2.0%,钒的质量分数小于1.5%。由于合金工具钢都属于高级优质钢,故不再在牌号后标出“A”字。合金工具钢按其用途不同,可分为以下几种:

合金工具钢牌号表示方法和用途分类

①量具刃具钢

量具刃具钢主要用于制造各种形状较为复杂的低速切削工具(如丝锥、板牙、铰刀等)和精密量具,因此,要求具有高的硬度、耐磨性、红硬性及一定的韧性。

量具刃具钢的碳的质量分数较高(w C= 0.75%~1.50%),以保证获得高硬度及足够的碳化物,从而提高钢的耐磨性;主加元素Cr,Si,Mn等,可提高钢的淬透性,并可强化基体,提高强度。其中Si能提高钢的回火稳定性,附加元素W,V可形成碳化物,提高钢的耐磨性及红硬性。例如9SiCr是一种应用较广的低合金工具钢,在低铬工具钢的基础上加入1.2%~1.6%的硅,使材料具有更高的淬透性和回火稳定性,其热硬性可达250~300℃。

量具刃具钢锻造后需进行球化退火,目的是为了便于加工和为最终热处理做好组织上的准备,加工后的最终热处理为“淬火+低温回火”,组织为“回火马氏体+碳化物+残余奥氏体”,硬度为60 HRC以上,耐磨性好,能满足使用要求。

②热作模具钢

热作模具钢主要用于制作金属在热态下成型的模具,故要求有高硬度和高耐磨性,较好的强度和韧性,即使在400~600℃也要保持这些性能,故要求有很好的回火稳定性及良好的抗热疲劳损坏的能力。

热作模具钢分为热锻模钢(5CrNiMo,5CrMnMo)和热铸模钢(3Cr2W8V),热锻模钢w C= 0.5%~0.6%,热铸模钢w C= 0.3%。由于Mn在改善韧性方面比Ni差,故5CrNiMo适于制造中小型热锻模,5CrMnMo适于制造大型热锻模。

热作模具钢铸态碳化物分布不均匀,必须反复锻造。锻后应进行球化退火处理,以降低内应力、改善切削加工性能。最终热处理为“淬火+中温(高温)回火”,组织为回火托氏体(回火索氏体),以保证淬火后既有较高的硬度,又有较好的韧性。

③冷作模具钢

冷作模具钢主要用于制作金属在冷态下成型的模具,如冷冲模、冷镦模、冷挤压模、冷拉丝模和搓丝板等,故要求具有高的硬度及耐磨性,足够的强度和韧性,并要求热处理变形小。

冷作模具钢常用钢种为:碳素工具钢(T10A)和低合金的冷作模具钢(CrWMn,9Mn2V),高碳高铬模具钢(Cr12,Cr12MoV),高碳中铬模具钢(Cr5MoV)等。T10A,CrWMn,9Mn2V等都可以制造尺寸较小的轻载模具,Cr12,Cr12MoV用于制作截面尺寸大、形状复杂或要求精度、耐磨性高、热处理变形小的模具。而铁碳合金的冷挤压模具由于受力剧烈,对强度、硬度和耐磨性的要求更高,须采用高速钢制造。

④高速工具钢

高速工具钢是属于高合金钢,主要用来制作各种高速切削刃具,如齿轮铣刀、钻头、拉刀等,故要求具有高的硬度、耐磨性、淬透性和高的红硬性及一定的韧性。当切削温度高达500℃时,其硬度无明显下降。

高速工具钢的w C= 0.75%~1.60%,并含有10%以上的钨、钼、铬、钒等碳化物形成元素及钴。高速钢的牌号也按合金工具钢的方法表示。但在高速钢号中,不论含碳量多少都不标注,例如高速钢典型牌号W18Cr4V,碳的质量分数w C= 0.70%~0.80%,钢号前不标数字。

合金工具钢牌号表示方法和用途分类

高速工具钢铸态下碳化物分布不均匀,故必须反复进行锻造。锻后应进行退火处理以改善其切削加工性能。高速钢的优点只有在正确的淬火及回火后才能充分发挥出来,其淬火温度比一般合金工具钢要高得多(1 200~1 280℃),由于淬火后有较多的残余奥氏体,为了减少残余奥氏体量,要进行多次高温回火。故其最终热处理为“淬火+多次高温回火”,组织为“回火马氏体+碳化物+少量残余奥氏体”,硬度高达62 HRC以上。高速工具钢制成的钻头、车刀、铣刀、拉刀在切削温度高达500℃左右时,仍能保持一定的硬度和耐磨性。

高速工具钢常用的牌号有W18Cr4V,W18Cr4V2Co8,W6Mo5Cr4V2,W9Mo3Cr4V等。

典型碳素工具钢的合金工具钢的牌号、成分、热处理及用途见表1.5.7。

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