第7章 工具钢解析.ppt

第7章 工 具 钢 1. 高硬度 (≥HRC60)，主要取决于含碳量。 2. 高耐磨性，靠高硬度和析出细小均匀硬碳化物来达到。 3. 足够的韧性，以防止脆断和崩刃。 4 . 高红硬性，即钢在高温下（500～600℃）保持高硬度（60HRC左右）的能力，这是高速切削加工刀具必备的性能。 碳素工具钢的用途 由于碳素工具钢热硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手工工具和低速刃具。 T7～T9：制造承受冲击的工具，如木工工具：冲子、凿子、锤子等。 T10～T11：制造低速切削工具，如钻头、丝锥、车刀等。 T12～T13：制造耐磨工具，如锉刀、锯条等。 7.2 模 具 钢 7.3 量具钢 淬火回火工艺 高速钢的表面强化处理 表面强化处理可有效地提高高速钢刀具的切削效率和寿命，因而受到了普遍重视和广泛的应用。可进行的表面强化处理方法很多，常见的主要有： 1）表面化学热处理（如渗氮） 2）表面气相沉积(化学、物理气相沉积TiN涂层) 2）激光表面处理 (刀具寿命可提高百分几十到几倍甚至十倍以上) 模具是用于进行压力加工的工具，根据其工作条件及用途不同，常分为冷作模具、热作模具和成形模具（其中主要是塑料模）等三大类。 汽车冲压模具 工作条件和性能要求 1）工作温度?200～300℃； 2）模具承受很大的载荷及摩擦、冲击作用； 3）模具应具有高硬度、高耐磨性、高强度和足够韧性； 4）冷作模具对淬透性、耐磨性尤其对韧性要求较高。 7.2.1 冷作模具钢 冷冲压件 因此，冷作模具钢应是高碳成分并多在回火马氏 体状态下使用。 1）碳素工具钢(T10、T10A) [尺寸较小的冷作模具钢] 2）低合金工具钢(9SiCr、9Mn2V) [中小尺寸模具钢] 3）中、高铬模具钢(Cr12、Cr12MoV) [尺寸大、形状复杂、精度高的重载模具] 4）高速钢类模具钢(W6Mo5Cr4V2、6W6Mo5Cr4V) [冷、热模具钢均可] 常用的冷作模具钢 Cr12钢 冷作模具钢的制作工艺(Cr12、Cr12MoV) 下料 ? 锻造 ? 退火 ? 机械加工 ? 淬火 ? 回火 ? 精磨 ? 成品 热处理工艺： （１）预备热处理：球化退火 目的：消除应力，降低硬度以便于切削加工。退火硬度为(207～255)ＨＢ 组织：球状珠光体+均匀分布碳化物 （２）最终热处理：淬火+低温回火 组织：M回＋弥散粒状碳化物＋少量A残。 除此之外，高速钢由于其优异的工艺和使用性能，也是很好的高档冷作模具用钢 工作条件和性能要求 1）工作温度高（热锻模：300～400℃；热挤压模：500～ 800℃，甚至近1000℃）； 2）模具在交替加热冷却的温度循环中产生交变热应力， 常出现变形、磨损、开裂和热疲劳等失效形式； 3）模具应具有良好的高温强韧性、高的热疲劳和热磨损 抗力、一定的抗氧化性和耐蚀性等。 7.2.2 热作模具钢 曲轴模具 热模锻曲轴毛坯 热镦模 凸缘模 常用热作模具钢 含碳量：(0.3～0.6)%，保证了淬火高温回火后钢材的硬度和韧性；常加入Cr、Ni、Mn、Mo、Si 、W等合金元素。 型板压铸模 压铸工艺 热作模具钢的制作工艺（4Cr5MoSiV1） 下料 ?锻造 ?退火 ?机械加工 ?淬火 ?回火 ?精加工 最终热处理为：淬火+高温（或中温）回火 组织：回火索氏体（或回火屈氏体），具有良好的综合机械性能及热疲劳抗力。 注意：回火温度应稍高于模面工作温度 量具是度量工件尺寸形状的工具，是计量的基准，如卡尺、块规、塞规及千分尺等。 卡尺 塞规 千分尺 * * 7.1 刃具钢 7.2 模具钢 7.3 量具钢 工具钢：用于制造各种加工工具的钢种 。 车刀 高速铣刀 车削加工 铣削加工 按用途分类 刃具钢 模具钢 量具钢 工具钢 模具 刃具 量具 按成分分类 碳素工具钢 低合金工具钢 高速钢 工具钢 碳素工具钢材料 低合金工具钢制品 高速钢铣刀 7.1 刃具钢 7.1.1 刃具钢的服役条件和性能要求 服役条件： 刃具钢在切削过程中承受弯曲、剪切、冲击、扭转、震动、摩擦等力的作用，产生热量，使得刀刃温度高达600℃，要求刃具钢具有高硬度、高耐磨性、一定的塑性和韧性。有的还要求高的红硬性（在高温下保持高硬度的能力）。 性能要求： W(C):0.65～1.35％，经不完全淬火和低温回火，硬度在HRC58～64之间； 2）作低速切削的刃具，工作温度＜200℃ ； 3）淬透性差，易淬火变形或开裂； 4）成本低，加工性能好。 7.1.2 碳素工具钢（T7-T1