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合金工具鋼 |
合金工具鋼,是在碳素工具鋼基礎上加入鉻、鉬、鎢、釩等合金元素以提高淬透性、韌性、耐磨性和耐熱性的一類鋼種。它主要用於製造量具、刃具、耐衝擊工具和冷、熱模具及一些特殊用途的工具。
簡介
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。合金工具鋼廣泛用作刃具、冷、熱變形模具和量具,也可用於製作柴油機燃料泵的活塞、閥門、閥座以及燃料閥噴嘴等。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(碳質量分數大於0.80%)多用於製造刃具、量具和冷作模具,這類鋼淬火後的硬度在HRC60以上,且具有足夠的耐磨性;碳含量中等的鋼(碳質量分數 0.35%~0.70%)多用於製造熱作模具,這類鋼淬火後的硬度稍低,為HRC50~55,但韌性良好。刃具在工作條件下產生強烈的磨損並發熱,還有震動和承受一定的衝擊負荷。刃具用鋼應具有高的硬度、耐磨性、紅硬性和良好的韌性。為了保證其具有高的硬度,滿足形成合金碳化物的需要,鋼中碳質量分數一般在0.80%~1.45%。鉻是這類鋼的主要合金元素,質量分數一般在0.50%~1.70%,有的鋼還含有鎢,以提高切削金屬的性能。這類工具鋼因含有合金元素,因此淬透性比碳素工具鋼好,熱處理產生的變形小,具有高的硬度和耐磨性。常用的鋼類有鉻鋼、硅鉻鋼和鉻鎢錳鋼等。
評價
冷作模具包括冷沖模、拉絲模、拉延模、壓印模、搓絲模、滾絲板、冷鐓模和冷擠壓模等。冷作模具有鋼,按其所製造具的工作條件,應具有高的硬度、強度、耐磨性、足夠的韌性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。用於這類用途的合金工具用鋼一般屬於高碳合金鋼,碳質量分數在0.80%以上,鉻是這類鋼的重要合金元素,其質量分數通常不大於5%。但對於一些耐磨性要求很高,淬火後變形很小模具用鋼,最高鉻質量分數可達13%,並且為了形成大量碳化物,鋼中碳質量分數也很高,最高可達2.0%~2.3%。冷作模具鋼的碳含量較高,其組織大部分屬於過共析鋼或萊氏體鋼。常用的鋼類有高碳低合金鋼、高碳高鉻鋼、鉻鉬鋼、中碳鉻鎢釧鋼等。[應用場合]:冷作模具用於冷態下(工作溫度低於200~300℃)金屬的成形加工,如冷沖模、冷擠壓模、剪切模等。這類模具承受很大的壓力、強烈的摩擦和一定的衝擊,因此,要求具有高硬度、耐磨性和足夠的韌性。此外,形狀複雜、精密、大型的模具還要求具有較高的淬透性和小的熱處理變形。[1]