第八章刃具钢分析.ppt

金属材料及热处理 金属材料及热处理 金属材料及热处理 本章内容 一、工具钢的分类及编号 二、刃具钢 三、磨具钢 四、量具钢 一、工具钢的分类及编号 二、刃具钢 用途： 用来制造各种切削刀具的钢种，如车刀，铣刀、刨刀、钻头、丝锥等。 （一）刃具钢的性能要求 刃具钢 性能要求 1、高硬度 (≥HRC60),主要取决于含碳量。 2、高耐磨性 靠高硬度和析出细小均匀硬碳化物来达到。 3、高热硬性 即高温下保持高硬度的能力。 4、足够的塑性韧性 以防止脆断和崩刃。 刃具钢分类 碳素工具钢 低合金刃具钢 高速工具钢 （二） 碳素刃具钢 3、用途 由于碳工钢热硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手工工具和低速刃具。 T7~T9：制造承受冲击韧性要求高的工具，如木工工具：冲子、凿子、锤子等。 （三）低合金刃具钢 由碳素工具钢基础上加入少量合金元素(≤3~5)形成。 1、成分特点： ⑴ 高碳：0.75-1.5%C ⑵ 合金元素作用 ① 提高淬透性: Cr、Mn、Si ②?提高耐回火性：Si ③ 提高耐磨性、细化晶粒: W、V ㈣ 高速钢（俗称风钢）制造高速切削刃具用钢。 1、性能特点: 高热硬性(600℃)、高硬高耐磨、高淬透性、足够强度、塑性、韧性 2、成分特点 ⑴ 高碳: 0.70-1.5%C （既保证淬硬性；又保证形成足够碳化物提高硬度耐磨性及红硬性） 钨 18%:退火状态下形成M6C碳化物,在560℃左右回火时, 弥散析出W2C, 造成二次硬化, 提高钢的红硬性。 钼 5%:1%Mo的作用等同于2%W（造成二次硬化，加强热硬性）。 铬 4%:形成Cr23C6碳化物;提高钢的淬透性。 钒1.5%:形成VC,硬度极高, 提高钢的硬度和耐磨性,产生二次硬化。 3、加工与热处理加工工艺路线：下料→锻造→球化退火→机加工→淬火→高温回火→磨削 高速钢是莱氏体钢，其铸态组织为亚共晶组织，由鱼骨状莱氏体、黑色P、树枝状M+T（白亮）及残余Ａ组成，其中碳含量高达１８－２７％，且分布极不均匀，故脆性大且无法热处理改善。 ⑴ 反复锻造目的：打碎粗大的碳化物，使其均匀分布于基体中。（反复镦拔，８５０－９００℃以下缓慢进行，锻后缓冷） ⑵ 球化退火目的： 降低硬度，便于切削加工；为淬火作组织准备。 退火后组织： S+均匀细小颗粒状碳化物 ⑶ 最终热处理： 淬火+高温回火 三、模具钢 用以制造冷热模具的钢种. ㈠ 冷作模具钢 制造金属冷成型模具钢种. 1、性能要求 ⑴ 高硬度和耐磨性。 ⑵ 足够的强度和韧性。 ⑶ 良好的工艺性能（淬透性、变形小、切削加工性等） 2、化学成分 中碳 0.3-0.6 保证韧性及高的热疲劳抗力） 合金元素 Cr、Mn、Ni、Si：固溶强化F提高淬透性、提高回火稳定性 Mo、W、V：二次硬化，提高高温硬度、热塑性变形抗力、热疲劳抗力 Mo、W可防止回火脆性 3.热处理特点: 热压模钢: 3 Cr2W8V 热处理工艺: 淬火 + 600℃三次回火 热处理后的组织: M回 + Cm粒状 汽车四缸压铸模 四、量具钢 制造各种量具用钢。如千分尺、卡尺、块规、塞规等。 1、性能要求 量具在使用过程中与被测零件接触，承受摩擦和冲击。 ⑴ 高硬度和耐磨性。 ⑵ 高的尺寸稳定性。 ⑶ 低的表面粗糙度、足够的韧性、一定耐蚀性。 （3） 精度要求高的量具进行附加热处理： a:淬火后立即冷处理。目的是减少A’。 b: 低温回火（150-160℃）后进行长时间低温时效，以消除内应力，降低马氏体的正方度。温度120-130 ℃ 几小时-十个小时 c :精磨后再进行第二次时效消除内应力 温度120-130 ℃ 8h * 金属材料及热处理 金属材料及热处理，2014年11月23，张文安作 按用途分为: 刃具钢 模具钢 量具钢 模具 刃具 量具 M回+颗粒状碳化物+A’ (少量) 淬火+高温回火 W：提高热硬性、耐磨性Cr：提高淬透性 V:提高耐磨性、热硬性 高速钢 W18Cr4V M回+颗粒状碳化物+A’ (少量) 淬火+低温回火或（淬火+高温回火） Mo:细化晶粒，提高耐磨性 冷作模具钢 Cr12MoV Mo:防止高温回火脆性 S回 淬火+高温回火 Cr、Ni:提高淬透性，强化F 热作模具钢 5CrNiMo M回+颗粒状碳化物+A’ (少量) 淬火+低温回火 Si Cr:提高淬透性 低合金工具 钢 9SiCr 使用状态下组织 热处理特点 合金元素的主要作用 钢 种 牌 号 切削加工 丝锥 常用牌号： T7~T13