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合金工具钢课件
(2)热处理 热锻模具钢的最终热处理与调质钢相似,淬火后高温(550℃左右)回火,以获得回火索氏体—回火托氏体组织。 钢种5CrMnMo 、5CrNiMo 热压模具钢的热处理是淬火后在略高于二次硬化峰值的温度(600℃左右)回火2~3次,获得的组织为回火马氏体和粒状碳化物,以保证模具的热硬性。 钢种3Cr2W8V 三、合金量具钢 量具是用来测量和检验零件尺寸的工具,如千分尺、游标卡尺、量块、样板等。量具在使用过程中经常受到磨损和碰撞。因此,要求量具钢必须具备高硬度(62~65HRC)、高耐磨性、高的尺寸稳定性及足够的强度和韧性,同时还要求热处理变形小等。 量具用钢没有专用钢种。对于形状简单、尺寸较小、精度要求不高的量具(如简单卡规、低精度量块等),可用碳素工具钢T10A、T12A制造;或用渗碳钢(20、15Cr等)制造,并经渗碳淬火处理;或用中碳钢(50、60钢等)制造,并经高频表面淬火处理。精度要求高或形状复杂的量具,一般用合金工具钢或滚动轴承钢(如9SiCr、Cr2、CrWMn、GCr15等)制造。 量具的最终热处理主要是淬火和低温回火,目的是获得高硬度和高耐磨性。 对于精度要求高的量具,为保证尺寸稳定性,常在淬火后立即进行一次冷处理,以降低组织中的残余奥氏体量。在低温回火后还应进行一次稳定化处理 (100~150℃、24~36h),以进一步稳定组织和尺寸,并消除淬火内应力。有时在磨削加工后,还要在120~150℃保温8h进行二次稳定化处理,以消除磨削产生的残余内应力,从而进一步稳定尺寸。 合 金 工 具 钢 合金工具钢 合 金 工 具 钢 合金工具钢 合 金 工 具 钢 合金工具钢 合金工具钢的成分特点、性能特点及应用,了解各种常用的合金工具钢。 一、合金刃具钢 二、合金模具钢 三、合金量具钢 一、合金刃具钢 合金刃具钢主要用来制造刀具,如车刀、铣刀、钻头、丝锥等。对刃具钢的性能要求是:高的硬度和耐磨性,高的热硬性,足够的强度、塑性和韧性。 合金刃具钢又分为低合金刃具钢和高速钢两类。 (一)低合金刃具钢 1.化学成分和性能 低合金刃具钢是在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素的钢。其ωC =0.75%~1.5%的范围内,以保证钢的淬硬性和形成合金碳化物的需要。加入的合金元素主要有硅、锰、铬、钨、钒等。 其中硅、锰、铬的主要作用是提高钢的淬透性,增加钢的强度;钨和钒形成碳化物,细化晶粒并提高钢的硬度、耐磨性和热硬性。因此,低合金工具钢的淬透性比碳素工具钢好,淬火冷却可在油中进行,使变形和开裂倾向减小。但由于合金元素的加入量不大,故钢的热硬性仍不太高,一般工作温度不得高于300℃。 2.热处理和应用 刃具毛坯锻造后的预先热处理采用球化退火,切削加工后的最终热处理采用淬火和低温回火。 最终热处理后的组织为细回火马氏体、粒状合金碳化物及少量的残余奥氏体,一般硬度可达60~65HRC。 9SiCr是最常用的低合金刃具钢,被广泛用来制造各种薄刃工具,如板牙、丝锥、铰刀等。 (二)高速钢 用高速钢制作的刃具在使用时,能以比低合金刃具钢刀具更高的切削速度进行切削,因而被称为高速钢。它的特点是热硬性高达600℃,切削时能长时间保持刃口锋利,故又称为“锋钢”,并且还具有高的强度、硬度和淬透性。淬火时在空气中冷却即可得马氏体组织,因此,又俗称为“风钢”、“白钢” 1.高速钢的成分特点 高速钢的含碳量较高, ωC在0.75%~1.60%的范围内,并含有大量的碳化物形成元素钨、钼、铬、钒等。高的碳含量是为了在淬火后获得高碳马氏体,并保证形成足够的碳化物,从而保证其高硬度、高的耐磨性和良好的热硬性。 钼和钨提高热硬性,铬提高淬透性,钒提高硬度耐磨性未溶的VC阻碍奥氏体晶粒长大. 2.高速钢的锻造 高速钢铸态组织中含有大量的鱼骨状碳化物(见图6-4),分布很不均匀,显著降低了钢的力学性能,特别是韧性。而且用热处理方法不能根本改变碳化物的分布状态,只能用反复锻造的方法将碳化物打碎,并使其尽可能均匀分布。锻造比最好大于10,锻后必须缓冷,以免开裂。 图6-4 高速钢的铸态组织 3.高速钢的热处理 高速钢的热处理包括退火、淬火和回火,其特点是退火温度低,淬火温度高,回火温度高且次数多。 (1)退火。为了消除坯料在锻造时产生的内应力,降低硬度,细化晶粒,为切削加工和淬火作准备,高速钢在锻后必须及时进行球化退火。退火温度为 Ac1+ 30~50℃,退火后的组织为索氏体和粒状合金碳化物,硬度为207~255HBS。 (2)淬火。 高速钢的淬火加热温度很高(1200~1300℃),目的是为了使碳化物尽可能多地溶入奥氏体,从而提高淬透性、回火稳定性和热硬性。由于高速钢的导热性较差,故淬火加热时必须进行一至二次预热。如图 6-5所示。 高速钢淬火后的组织是隐晶马氏体
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