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企业文化:
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工具钢(Tool steel),是用以制造切削刀具、量具、模具和耐磨工具的钢。工具钢具有较高的硬度和在高温下能保持高硬度和红硬性,以及高的耐磨性和适当的韧性。工具钢一般分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢。
碳素工具钢的碳质量分数较高,在0.65-1.35%之间,按其组织属于亚共析、共析或过共析钢。碳素工具钢热处理后表面可得到较高的硬度和耐磨性,心部有较好的韧性;退火硬度低(不大于HB207),加工性能良好。但其红硬性差,当工作温度达250℃时,钢的硬度和耐磨性急剧下降,硬度下降到HRC60以下、这类钢的淬透性低。较大的工具不能淬透(水中淬透直径为15mm),水淬时表面淬硬层与中心部位硬度相差很大。使工具在淬火时易产生变形。或形成裂纹此外,其淬火温度范围窄,在淬火时应严格控制温度。防止过热、脱碳和变形。
工具钢制成工具经热处理后具有足够高的硬度,如用于金属切削加工的工具一般在HRC60以上。工具在高的切削速度和加工硬材料所产生高温的受热条件下,仍能保持高的硬度和良好的红硬性。碳素工具钢和合金工具钢一般在180℃~250℃、高速工具钢在600℃左右的工作温度下,仍能保持较高的硬度。红硬性对热变形模具和高速切削刀具用钢是非常重要的性能。
耐磨性
工具钢具有良好的耐磨性,即抵抗磨损的能力。工具在承受相当大的压力和摩擦力的条件下,仍能保持其形状和尺寸不变。
强度韧性
工具钢具有一定的强度和韧性,使工具在工作中能够承受负荷、冲击、震动和弯曲等复杂的应力,以保证工具的正常使用。
其他性能
由于各种工具的工作条件不同,工具用钢还具有一些其他性能,如模具用钢还应具有一定的高温力学性能、热疲劳性、导热性和耐磨腐蚀性能等。
碳素工具钢价廉易得,易于锻造成形,切削加工性也比较好。碳素工具钢的主要缺点是淬透性差,需要用水、盐水或碱水淬火,畸变和开裂倾向性大,耐磨性和热强度都很低。因此,碳素工具钢只能用来制造一些小型手工刀具或木工刀具,以及精度要求不高、形状简单、尺寸小、负荷轻的小型冷作模具,如用来制造小冲头、剪刀、冷冲模、冷镦模等。特别需要指出的是,碳素工具钢适于做冷镦模,根据冷镦模的工作条件,模具材料除了应有足够的强度以及模具工作表面和型腔要有足够的硬度和硬化层外,还需要有足够的韧度,故这类模具热处理后要求内孔有一定的淬硬层而外部不能淬硬,从而可保持有较高的韧度。如果淬硬层过深,会因工作中承受大的冲击而迅速开裂。但对尺寸较大、负荷较重的冷镦模,也会因淬硬层薄和基体太软而压陷。
用作冷作模具的碳素工具钢主要有T7A、T10A、T11A等,其中,又以T10A钢应用最为普遍。冷作模具较少采用T8钢,主要有两方面原因:一是T8钢淬火加热过热敏感性大,甚至在加热温度比较低(780~790℃)的条件下,T8钢的晶粒也容易长大,韧度较差;二是T8钢淬火后组织中没有过剩的碳化物,因而耐磨性差。而过共析钢T10A、T11A在加热时能获得比较细的晶粒,淬火过热敏感性小,经适当热处理后可获得较高的强度和一定的韧度。另外,T10A、T11A钢在淬火后组织中还保留一些剩碳化物,可提高模具的耐磨性,这是T10A钢应用比较普遍的原因。
碳含量超过1.1%的过共析钢T12A,过剩碳化物较多,并且颗粒较粗大,碳化物在组织中的分布也不均匀,容易形成网状或断续网状,使钢的力学性能变坏。但是,对于韧度要求不高,只要求高硬度和耐磨性的切边模和剪刀,T12A钢还是可以采用的。亚共析钢T7、T7A的耐磨性不及T10A,但T7、T7A钢有较好的韧度,所以,在制作韧度要求较高的模具时,可采用T7或T7A。
碳素工具钢如用水(或盐水、碱水)淬火会引起较大的畸变。碱浴分级淬火是解决其冷作模具淬火畸变的有效措施,又可基本上消除开裂现象。采用160~180℃碱浴分级淬火特别适合于不需要磨刃的成形模具,或只需要表面硬度,中心有一定强度、高韧度的塑料压模、冷镦模等,或小型的刃口模具(如冲头、落料模等)。
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