第6.1章： 碳钢及合金钢.ppt

合金工具钢 制造各种刃具、模具、量具的钢称为工具钢，相应地称为刃具钢、模具钢、量具钢。 量 具 刃 具 模 具 工具钢与结构钢的主要区别在于，工具钢（除热作模具钢外）大多属于过共析钢；所含合金元素除提高淬透性外，主要是为了提高钢的硬度和耐磨性，故常采用碳化物形成元素；工具钢的最终热处理一般多采用淬火和低温回火，以保证高硬度与高耐磨性。另外，由于工具钢中碳的质量分数较高，性能较脆，为了改善其塑性和减少淬火变形、开裂倾向，工具钢的质量要求比结构钢更严。 任务二 合金工具钢  工具钢按用途分为： 刃具钢 模具钢 量具钢 实际应用界限并非绝对。 铣刀 英制模板刀 一、合金刃具钢? ☆ 老师提示：重点内容 1. 用途? 主要用于制造各种金属切削刀具，如车刀、铣刀、钻头等。 2. 性能要求?? 切削时刃部与切屑之间强烈摩擦发热，刃部温度可达500 ℃～600 ℃；承受冲击和震动。 (1) 高硬度 一般在60 HRC以上。 (2) 高耐磨性 与钢的硬度、钢中硬质点的性质、数量、大小和分布有关。 (3) 高热硬性（红硬性） 钢在高温下保持高硬度的能力。 (4) 足够的塑性和韧性 防止刃具受冲击震动时折断和崩刃。 一、合金刃具钢? 3. 成分特点?　 (1) 低合金刃具钢? 最高工作温度不超过300 ℃ ② 加入Cr、Mn、Si、W、V等合金元素 Cr、Mn、Si提高钢的淬透性，Si还能提高钢的回火稳定性；? W、V提高硬度和耐磨性，并防止加热时过热，保持细小的晶粒。 ① 高碳 碳质量分数为0.9 %～1.1 %，以保证高硬度和高耐磨性。 一、合金刃具钢? (2) 高速钢?? 高速切削时刃部温度达600 ℃，硬度无明显下降。 ② 加入Cr、W、Mo、V等合金元素 ① 高碳 w(C)在0.70 %以上，最高达1.5%左右，与W、Cr、V形成足够的碳化物；部分碳溶于奥氏体，保证马氏体的高硬度。 一、合金刃具钢? 3. 成分特点? Cr 提高淬透性。W、Mo 保证高的热硬性。退火状态W、Mo以M6C型碳化物存在，淬火后溶于马氏体中，在560 ℃回火时，形成W2C或Mo2C弥散分布，造成二次硬化。使钢具有很高的热硬性。V 提高耐磨性，细化晶粒。 4. 钢种及牌号 (1) 低合金刃具钢? 典型钢种为9SiCr。 w(C)0.9%、w(Si)1.4%、w(Cr)1% 加工过程：球化退火、机加工，然后淬火和低温回火。 热处理后的组织：回火马氏体+碳化物+少量残余奥氏体。 应用：制造低速切削刃具，如丝锥、板牙。 一、合金刃具钢? 9 SiCr 钢板牙热处理工艺曲线 板牙 常用低合金刃具钢的牌号、热处理及用途 牌号 热处理及热处理后的硬度 用 途 举 例 淬火/℃ 硬度 HRC 回火/℃ 硬度 HRC Cr2 830~860油 62 130~150 62~65 用于制造车刀、插刀、铰刀、冷轧辊、样板、量规等 9SiCr 820~860油 62 180~200 60~62 用于制造耐磨性要求高、切削不剧烈的刀具，如板牙、丝锥、钻头、铰刀、齿轮铣刀、拉刀等，还可用于制造冷冲模具、冷轧辊等 CrWMn 800~830油 62 140~160 62~65 用于制造要求淬火变形小、形状复杂的刀具，如拉刀、长丝锥等，还可用于制造量规、冷冲模具、精密丝杠等 9Mn2V 780~810油 62 150~200 60~62 用于制造小型冷作模具及要求变形小、耐磨性高的量具、样板、精密丝杠、磨床主轴等，也可用于制造丝锥、板牙、铰刀等 W18Cr4V w(C)0.75%、w(W)18%、w(Cr)4%、 w(V)1.2%、 W6Mo5Cr4V2 w(C)0.85%、w(W)6%、w(Cr)4%、 w(V)2% W18Cr4V钢的热硬性较好, 热处理时的脱碳和过热倾向较小。 W6Mo5Cr4V2钢的耐磨性、热塑性和韧性较好。 高速钢铸态组织中含有大量呈鱼骨状分布的粗大共晶碳化物（M6C），需要多次镦拔，得到小块均匀的碳化物。 (2) 高速钢 一、合金刃具钢? 4. 钢种及牌号 W18Cr4V钢