工業(yè)用鋼解析.ppt

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1、第四節(jié)工具鋼模具刃具量具1一、刃具鋼用來制造各種切削加工刀具的鋼種，包括手用和機(jī)用車刀、銑刀、刨刀、鉆頭、絲錐和板牙等。在切削過程中，刀刃與工件及切屑之間的摩擦將導(dǎo)致嚴(yán)重的磨損和切削熱刃口局部區(qū)域極大的切削力，及刀具使用過程中過大的沖擊與振動，可能導(dǎo)致刀具崩刃或折斷2高硬度（≥HRC60），主要取決于含碳量高耐磨性，靠高硬度和析出細(xì)小均勻硬碳化物來達(dá)到高熱硬性（紅硬性）刃具鋼的性能要求——即高溫下保持高硬度的能力。足夠的韌性，以防止脆斷和崩刃3共有七個牌號：T7~T13。（一）碳素工具鋼1.成分特點(diǎn)高碳（0.65~1.35

2、%）：隨含碳量提高，碳化物量增加，耐磨性提高，但韌性下降4預(yù)先熱處理：球化退火，目的在于降低硬度以便于切削加工，并為淬火作組織準(zhǔn)備2.熱處理及組織（1）熱處理——若鍛造組織不良（如出現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物缺陷），則應(yīng)在球化退火之前先進(jìn)行正火處理，以消除網(wǎng)狀碳化物。最終熱處理：淬火+低溫回火（回火溫度一般180~200℃5球狀珠光體T12鋼正常淬火組織M回+顆粒狀碳化物+A'（少量）（2）使用狀態(tài)下的組織6優(yōu)點(diǎn)：成本低、冷熱加工性能好3.用途——在手用工具和機(jī)用低速切削工具上有較廣泛的應(yīng)用。缺點(diǎn)：碳素工具鋼的淬透性低、組織穩(wěn)定性差且無

3、熱硬性、綜合力學(xué)性能（如耐磨性）欠佳——故一般只用做尺寸不大、形狀簡單、要求不高的手工工具和低速切削工具。7T7~T9：制造承受沖擊的工具，如木工工具（沖子、鑿子、錘子等）木工鑿手錘木工鉆8手鋸條T10~T11：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車刀等T12~T13：制造耐磨工具，如銼刀、鋸條等絲錐銼刀鉆頭9在碳素工具鋼基礎(chǔ)上添加少量（3~5%）的Si、Mn、Cr、W、Mo、V等合金元素，以提高工具鋼的綜合性能合金元素總量一般在5%以下，其主要作用是提高鋼的淬透性（Cr、Mn、Si）和回火穩(wěn)定性（Si）、進(jìn)一步改善刀具的硬度

4、和耐磨性強(qiáng)碳化物形成元素（如W、V等）所形成的碳化物除對耐磨性有提高作用外，還可細(xì)化基體晶粒、改善刀具的強(qiáng)韌性（二）低合金工具鋼1.成分特點(diǎn)10低合金工具鋼的淬透性和綜合力學(xué)性能好性能特點(diǎn)仍不具備熱硬性特點(diǎn)——可用于制造尺寸較大、形狀較復(fù)雜、受力要求較高的各種刀具。——由于其合金元素主要是淬透性元素，而不是強(qiáng)碳化物形成元素如W、Mo、V等。故刀具刃部的工作溫度一般不超過250℃——否則硬度和耐磨性迅速下降，甚至喪失切削能力，因此這類鋼仍然屬于低速切削刃具鋼。11球化退火→機(jī)加工→淬火+低溫回火2.加工過程、熱處理及組織特點(diǎn)

5、——與碳素工具鋼相同，只是淬火介質(zhì)為油（碳素工具鋼為水）。使用狀態(tài)下的組織為：M回+顆粒狀碳化物+A?（少量）12應(yīng)用最多的是9SiCr，主要用于制造形狀復(fù)雜、要求變形小的低速刃具，如絲錐、板牙等。3.常用鋼號及用途絲錐板牙低合金工具鋼扳手13（三）高速鋼（高速切削刃具用鋼）高的熱硬性：使刀具在高速切削時，刃部溫度上升到600℃，其硬度仍維持在55~60HRC以上高硬度和高耐磨性：使切削時刀刃保持鋒利（故也稱“鋒鋼”）淬透性優(yōu)良：在空氣中冷卻也可得到馬氏體（故又稱“風(fēng)鋼”）1.性能特點(diǎn)——廣泛用于尺寸大、形狀復(fù)雜、負(fù)荷重、

6、工作溫度高的各種高速切削刀具。14高碳（0.70~1.5%C）：強(qiáng)化基體并形成各種碳化物來保證鋼的硬度、耐磨性和熱硬性Cr（4.0%左右）：提高淬透性和回火穩(wěn)定性，增加鋼的抗氧化、耐蝕性和耐磨性，并有微弱的二次硬化作用W、Mo：產(chǎn)生二次硬化保證鋼的熱硬性，也有提高淬透性和熱穩(wěn)定性、并進(jìn)一步改善鋼的硬度和耐磨性的作用2.成分特點(diǎn)15V：形成細(xì)小穩(wěn)定的VC來細(xì)化晶粒，同時也有加強(qiáng)熱硬性、進(jìn)一步提高硬度和耐磨性的作用Co、Al：是超硬高速鋼中的非碳化物形成元素，能進(jìn)一步提高鋼的熱硬性和耐磨性16加工工藝路線：3.加工與熱處理下料

7、→鍛造→退火→機(jī)加工→淬火→高溫回火→磨削17高速鋼屬于萊氏體鋼，其鑄態(tài)組織為亞共晶組織，有大量的不均勻分布的粗大的魚骨狀共晶碳化物，脆性大且無法熱處理改善。W18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織（1）鍛造18魚骨狀共晶碳化物難于通過熱處理來改善，顯著降低鋼的強(qiáng)韌性，引起工具的崩刃和脆斷。兩輕一重：即開始鍛造和終止鍛造時要輕鍛，中間溫度范圍要重鍛兩均勻：即鍛造過程中溫度和變形量的均勻性反復(fù)多向鍛造——故要求進(jìn)行嚴(yán)格的鍛造以打碎粗大的魚骨狀碳化物，使其均勻分布于基體中，其鍛造要點(diǎn)：19退火（→機(jī)械加工）→淬火→高溫回火（550~570℃

8、高溫回火2~4次）（2）熱處理20W18Cr4V鋼的退火組織退火目的：預(yù)先熱處理降低硬度，便于切削加工；為淬火作組織準(zhǔn)備退火后組織：S+顆粒狀碳化物21W18Cr4V鋼的淬火組織淬火目的：獲得高合金元素含量的馬氏體，因此淬火溫度高（>1200℃）淬火后組織：M+未溶碳化物（~10%）+A'（~20%）2