金屬材料及熱處理第八章刃具鋼1金屬材料及熱處理本章內(nèi)容一、工具鋼的分類及編號二、刃具鋼三、磨具鋼四、量具鋼2金屬材料及熱處理一、工具鋼的分類及編號按用途分為:刃具鋼模具鋼量具鋼模具刃具量具3金屬材料及熱處理4金屬材料及熱處理

用途：用來制造各種切削刀具的鋼種，如車刀，銑刀、刨刀、鉆頭、絲錐等。二、刃具鋼切削加工5金屬材料及熱處理（一）刃具鋼的性能要求刃具鋼性能要求1、高硬度

(≥HRC60),主要取決于含碳量。

2、高耐磨性

靠高硬度和析出細小均勻硬碳化物來達到。3、高熱硬性

即高溫下保持高硬度的能力。4、足夠的塑性韌性

以防止脆斷和崩刃。刃具鋼分類碳素工具鋼低合金刃具鋼高速工具鋼絲錐6金屬材料及熱處理常用牌號：

T7~T131、成分特點：（二）碳素刃具鋼高碳(0.65~1.35%C)隨含碳量提高，碳化物量增加，耐磨性提高，但韌性下降。碳素工具鋼帶碳素工具鋼材料7金屬材料及熱處理

2、熱處理及組織⑴熱處理：正火+球化退火+淬火+低溫回火球化退火目的：

①降低硬度,便于加工;

②為淬火作組織準備。

⑵使用狀態(tài)下的組織：

M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)

球狀珠光體T12鋼正常淬火組織8金屬材料及熱處理

3、用途由于碳工鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手工工具和低速刃具。T7~T9：制造承受沖擊韌性要求高的工具，如木工工具：沖子、鑿子、錘子等。木工鑿手錘木工鉆9金屬材料及熱處理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。絲錐銼刀手鋸條鉆頭10金屬材料及熱處理（三）低合金刃具鋼由碳素工具鋼基礎上加入少量合金元素(≤3~5)形成。

1、成分特點：⑴高碳：0.75-1.5%C⑵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、細化晶粒:W、V

低合金工具鋼制品11金屬材料及熱處理2、熱處理及組織球化退火（等溫）+淬火（一般油淬）+低溫回火。使用狀態(tài)下的組織為：M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)3、常用鋼號及用途應用最多的是9SiCr。用于制造形狀復雜、要求變形小的低速刃具，如絲錐、板牙等絲錐板牙低合金工具鋼扳手12金屬材料及熱處理㈣高速鋼（俗稱風鋼）制造高速切削刃具用鋼。

1、性能特點:高熱硬性(600℃)、高硬高耐磨、高淬透性、足夠強度、塑性、韌性2、成分特點⑴高碳:0.70-1.5%C（既保證淬硬性；又保證形成足夠碳化物提高硬度耐磨性及紅硬性）高速鋼冷軋鋼帶高速鋼型材13金屬材料及熱處理鎢18%:退火狀態(tài)下形成M6C碳化物,在560℃左右回火時,彌散析出W2C,造成二次硬化,提高鋼的紅硬性。鉬5%:1%Mo的作用等同于2%W（造成二次硬化，加強熱硬性）。鉻4%:形成Cr23C6碳化物;提高鋼的淬透性。釩1.5%:形成VC,硬度極高,提高鋼的硬度和耐磨性,產(chǎn)生二次硬化。14金屬材料及熱處理

3、加工與熱處理

加工工藝路線：下料→鍛造→球化退火→機加工→淬火→高溫回火→磨削

高速鋼是萊氏體鋼，其鑄態(tài)組織為亞共晶組織，由魚骨狀萊氏體、黑色P、樹枝狀M+T（白亮）及殘余Ａ組成，其中碳含量高達１８－２７％，且分布極不均勻，故脆性大且無法熱處理改善。W18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織15金屬材料及熱處理⑴反復鍛造目的：打碎粗大的碳化物，使其均勻分布于基體中。（反復鐓拔，８５０－９００℃以下緩慢進行，鍛后緩冷）⑵

球化退火目的：降低硬度，便于切削加工；為淬火作組織準備。退火后組織：

S+均勻細小顆粒狀碳化物W18Cr4V鋼的退火組織16金屬材料及熱處理

⑶最終熱處理：

淬火+高溫回火熱處理特點：a：淬火加熱須預熱（800-840℃，截面大形狀復雜的可500-600℃再加一次預熱）b：淬火加熱溫度高，高于1200

℃（保證M中合金元素含量，從而獲得二次硬化效果）c:一般油淬，通常采用分級或等溫淬火，減少變形，提高韌性淬火后組織：M+未溶碳化物(~10%)+A’(~20%)17金屬材料及熱處理e：常進行三次回火.

盡可能降低Ar含量

每次回火加熱都使前一次的淬火馬氏體回火。d：回火溫度高560℃

（提高韌性，產(chǎn)生二次硬化效）

①析出W、Mo、V的碳化物，產(chǎn)生二次硬化。

②碳及合金元素含量下降，Ms點上升，回火冷卻時，A’轉變?yōu)镸。高速鋼硬度與回火溫度關系18金屬材料及熱處理三、模具鋼用以制造冷熱模具的鋼種.㈠冷作模具鋼制造金屬冷成型模具鋼種.1、性能要求⑴高硬度和耐磨性。⑵足夠的強度和韌性。⑶良好的工藝性能（淬透性、變形小、切削加工性等）汽車沖壓模具19金屬材料及熱處理①成分特點：高碳(1.4~2.3%C)；高硬度耐磨性，高鉻(11.5~13%Cr)合金元素作用：Cr提高淬透性及耐磨性；Mo、V提高耐磨性，細化晶粒，改善韌性。

Cr12鋼冷沖壓件20金屬材料及熱處理最終熱處理

一次硬化法:

淬火

+

低溫回火(950～1000℃)(150～180℃)

汽車外板冷沖模

*二次硬化法:淬火

+三次回火(1100～1000℃)(510～520℃)熱處理后的組織:M回+Cm+A殘牌號:Cr12、Cr12MoV21金屬材料及熱處理㈡熱作模具鋼制造使加熱金屬或液態(tài)金屬成型模具鋼種.包括錘鍛模、熱擠壓模和壓鑄模。1、性能要求⑴高溫下良好的綜合力學性能：高溫硬度（紅硬性）高的熱塑性變形抗力⑵抗熱疲勞性能。⑶高的淬透性和良好的導熱性。曲軸模具熱模鍛曲軸毛坯22金屬材料及熱處理2、化學成分中碳0.3-0.6保證韌性及高的熱疲勞抗力）合金元素

Cr、Mn、Ni、Si：固溶強化F提高淬透性、提高回火穩(wěn)定性

Mo、W、V：二次硬化，提高高溫硬度、熱塑性變形抗力、熱疲勞抗力Mo、W可防止回火脆性23金屬材料及熱處理

3.熱處理特點:熱壓模鋼:3Cr2W8V熱處理工藝:淬火+600℃三次回火熱處理后的組織:M回+Cm粒狀汽車四缸壓鑄模24金屬材料及熱處理四、量具鋼制造各種量具用鋼。如千分尺、卡尺、塊規(guī)、塞規(guī)等。卡尺塞規(guī)千分尺25金屬材料及熱處理

1、性能要求量具在使用過程中與被測零件接觸，承受摩擦和沖擊。⑴高硬度和耐磨性。⑵高的尺寸穩(wěn)定性。⑶低的表面粗糙度、足夠的韌性、一定耐蝕性。漸開線花鍵環(huán)規(guī)、塞規(guī)矩形花鍵環(huán)規(guī)、塞規(guī)光面量規(guī)26金屬材料及熱處理2、量具用鋼⑴

低碳鋼滲碳、中碳鋼表面淬火⑵

碳素工具鋼、低合金工具鋼兩者用于尺寸小、形狀簡單、精度要求不高的量具。

⑶滾動軸承鋼、冷作模具鋼。用于制造精密量具.⑷不銹鋼用于制造接觸腐蝕介質(zhì)的量具。量塊電子卡尺27金屬材料及熱處理4.熱處理后的組織:M回+Cm5.牌號:CrWMn、4Cr13、GCr15

9SiCr、T12A、60等。

3.熱處理特點:淬火冷處理(-70～-80℃)低溫回火時效處理(120～130℃,幾十小時)延長低溫回火保溫時間，提高組織穩(wěn)定性；量規(guī)28金屬材料及熱處理（3）