合金工具钢按用途分为哪三种(合金工具钢的用途)
今天给各位分享合金工具钢按用途分为哪三种的知识,其中也会对合金工具钢的用途进行解释,现在开始吧!
合金工具钢的用途分类
合金工具钢的淬硬性、淬透性、耐磨性和韧性均比碳素工具钢高,按用途大致可分为刃具、模具和量具用钢3类。其中碳含量高的钢(碳质量分数大于0.80%)多用于制造刃具、量具和冷作模具,这类钢淬火后的硬度在HRC60以上,且具有足够的耐磨性;碳含量中等的钢(碳质量分数 0.35%~0.70%)多用于制造热作模具,这类钢淬火后的硬度稍低,为HRC50~55,但韧性良好。 刃具在工作条件下产生强烈的磨损并发热,还有震动和承受一定的冲击负荷。刃具用钢应具有高的硬度、耐磨性、红硬性和良好的韧性。为了保证其具有高的硬度,满足形成合金碳化物的需要,钢中碳质量分数一般在0.80%~1.45%。铬是这类钢的主要合金元素,质量分数一般在0.50%~1.70%,有的钢还含有钨,以提高切削金属的性能。这类工具钢因含有合金元素,因此淬透性比碳素工具钢好,热处理产生的变形小,具有高的硬度和耐磨性。常用的钢类有铬钢、硅铬钢和铬钨锰钢等。
[应用场合]:主要用于制造低速切削刃具(如木工工具、钳工工具、钻头、铣刀、拉刀等)及测量工具(如卡尺、千分尺、块规、样板等)。量具刃具钢要求具有高硬度(62~65HRC)、高耐磨性、足够的强韧性、高的热硬性(即刃具在高温时仍能保持高的硬度);为保证测量的准确性,要求量具刃具钢具有良好的尺寸稳定性。
[化学成分]:量具刃具钢具有高碳成分,wC=0.8%~1.50%,以保证高的硬度和耐磨性。加入的合金元素有Cr、Si、Mn、W等,用以提高钢的淬透性、耐回火性、热硬性和耐磨性。
[常用刃具钢]:9SiCr是应用广泛的刃具钢,用于制作要求变形小的各种薄刃低速切削刃具,如板牙、丝锥、铰刀等。
[常用量具钢]:高精度量具(如块规)可采用Cr2、CrWMn等量具刃具钢制造,也可用轴承钢(如GCr15)制造;简单量具(如卡尺、样板、直尺、量规等)多用碳素工具钢(如T10A);要求精密并须防止腐蚀的量具,采用不锈钢3Cr13、9Cr18。
[热处理]:量具刃具钢的预先热处理为球化退火,更终热处理为淬火加低温回火,热处理后硬度达60~65HRC。高精度量具在淬火后可进行冷处理,以减少残余奥氏体量,从而增加其尺寸稳定性。为了进一步提高尺寸稳定性,淬火回火后,还可进行时效处理。 模具大致可分为冷作模具、热作模具和塑料模具3类,用于锻造、冲压、切型、压铸等。由于各种模具用途不同,工作条件复杂,因此对模具用钢,按其所制造模具的工作条件,应具有高的硬度、强度、耐磨性,足够的韧性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。由于这类用途不同,工作条件复杂,因此对模具用钢的性能要求也不同。
冷作模具包括冷冲模、拉丝模、拉延模、压印模、搓丝模、滚丝板、冷镦模和冷挤压模等。冷作模具有钢,按其所制造具的工作条件,应具有高的硬度、强度、耐磨性、足够的韧性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。用于这类用途的合金工具用钢一般属于高碳合金钢,碳质量分数在0.80%以上,铬是这类钢的重要合金元素,其质量分数通常不大于5%。但对于一些耐磨性要求很高,淬火后变形很小模具用钢,更高铬质量分数可达13%,并且为了形成大量碳化物,钢中碳质量分数也很高,更高可达2.0%~2.3%。冷作模具钢的碳含量较高,其组织大部分属于过共析钢或莱氏体钢。常用的钢类有高碳低合金钢、高碳高铬钢、铬钼钢、中碳铬钨钏钢等。[应用场合]:冷作模具用于冷态下(工作温度低于200~300℃)金属的成形加工,如冷冲模、冷挤压模、剪切模等。这类模具承受很大的压力、强烈的摩擦和一定的冲击,因此,要求具有高硬度、耐磨性和足够的韧性。此外,形状复杂、精密、大型的模具还要求具有较高的淬透性和小的热处理变形。
[化学成分]:冷作模具钢一般具有高的含碳量,wC=1.0%~2.0%,以获得高硬度和高耐磨性。加入合金元素Cr、Mo、W、V等,以提高耐磨性、淬透性和耐回火性。
[常用冷作模具钢]:Crl2型钢包括Cr12、Cr12MoV等,这类钢的淬透性及耐磨性好,热处理变形小,常用于大型冷作模具。其中Crl2MoV钢除耐磨性不及Cr12钢外,强度、韧性都较好,应用更广。尺寸较小的冷作模具可选用低合金冷作模具钢CrWMn等,也可采用刃具钢9SiCr或轴承钢GCr15。
[热处理]:Crl2型钢属于莱氏体钢,加工前应进行反复锻打并退火。Cr12型钢的更终热处理一般为淬火和回火,获回火马氏体、碳化物和残余奥氏体组织,硬度为 60~64HRC。
热作模具分为锤锻、模锻、挤压和压铸几种主要类型,包括热锻模、压力机锻模、冲压模、热挤压模和金属压铸模等。热变形模具在工作中除要承受巨大的机械应力外,还要承受反复受热和冷却的做用,而引起很大的热应力。热作模具钢除应具有高的硬度、强度、红硬性、耐磨性和韧性外,还应具有良好的高温强度、热疲劳稳定性、导热性和耐蚀性,此外还要求具有较高的淬透性,以保证整个截面具有一致的力学性能。对于压铸模用钢,还应具有表面层经反复受热和冷却不产生裂纹,以及经受液态金属流的冲击和侵蚀的性能。这类钢一般属于中碳合金钢,碳质量分数在0.30% ~0.60%,属于亚共析钢,也有一部分钢由于加入较多的合金元素(如钨、钼、钒等)而成为共析或过共析钢。常用的钢类有铬锰钢、铬镍钢、铬钨钢等。
[应用场合]:热作模具用于热态金属的成形式加工,如热锻模、压铸模、热挤压模等。热作模具工作时受到比较高的冲击载荷,同时模腔表面要与炽热金属接触并发生摩擦,局部温度可达500℃以上,并且还要不断反复受热与冷却,常因热疲劳而使模腔表面龟裂,故要求热作模具钢在高温下具有较高的综合力学性能及良好的耐热疲劳性。此外,必须具有足够的淬透性。
[化学成分]:热作模具钢为中碳成分,wC=0.3%~0.6%,以获得综合力学性能;合金元素有Cr、Mn、Ni、Mo、W、Si等,其中Cr、Mn、Ni主要作用是提高淬透性; W、Mo提高耐回火性并防止回火脆性; Cr、W、Mo、Si还提高钢的耐热疲劳性。
[常用热作模具钢]:5CrMnMo和5CrNiMo是更常用的热锻模具钢,其中5CrMnMo常用来制造中小型热锻模,5CrNiMo常用于制造大中型热锻模;对于受静压力作用的模具(如压铸模、挤压模等),应选用3Cr2W8V或4Cr5W2VSi钢。
[热处理]:热锻模坯料锻造后需进行退火,以消除锻造应力,降低硬度,利于切削加工;更终热处理为淬火、高温(或中温)回火,回火后获得均匀的回火索氏体或回火托氏体,硬度约为40HRC左右。
塑料模具包括热塑性塑料模具和热固性塑料模具。塑料模具用钢要求具有一定的强度、硬度、耐磨性、热稳定性和耐蚀性等性能。此外,还要求具有良好的工艺性,如热处理变小、加工性能好、耐蚀性好、研磨和抛光性能好、补焊性能好、粗糙度高、导热性好和工作条件尺寸和形状稳定等。一般情况下,注射成形或挤压成形模具可选用热作模具钢;热固性成形和要求高耐磨、高强度的模具可选用冷作模具钢。[性能要求]:塑料模具所受的应力和磨损较小,主要失效形式为模具表面质量下降,因此应具备以下性能:①良好的加工性能,在较高预硬硬度(28~35HRC),便于进行切削加工或电火花加工,易于蚀刻各种图案、文字和符号;②良好的抛光性,模具抛光后表面达到高镜面度(一般Ra值为0.1~0.012μm);③较高的硬度(热处理后硬度应超过45~55HRC),良好的耐磨性,足够的强度和韧性;④热处理变形小(保证精度)、良好的焊接性(便于进行模具焊补)等。
[常用塑料模具钢]:由于塑料模对力学性能的要求不高,所以材料选择有较大的机动性。常用塑料模具钢的牌号、性能及用途见下表。表中所列钢号大多为国产塑料模具钢号,现阶段仍有许多塑料模采用国外钢号(如日本、美国、德国、瑞典等)或根据国外钢号生产的改良钢种。 量具应具有良好的尺寸稳定性、高耐磨性、高硬度和一定的韧性。因此,量具用钢庆应具有硬度高、组织稳定、耐磨性好,以及良好的研磨和加工性能、热处理变形小、膨胀系数小和耐蚀性好。这类钢一般属于过共析钢,加入的合金元素有铬、锰、钨、钼等。常用的钢类有铬钢、铬钨锰钢、锰钒钢等。
合金钢按用途用可以分为哪几种
按主要用途分
(1)结构钢(建筑及工程用结构钢,机械制造用结构钢)
(2)工具钢
(3)特殊性能钢
在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。根据添加元素的不同,并采取适当的加工工艺,可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。
扩展资料:
各元素在合金钢中的作用
1、磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。
2、硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。
3、铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢,耐热钢的重要合金元素。
4、镍(Ni):镍能提高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源,故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。
5、 钼(Mo):钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力,发生变形,称蠕变)。结构钢中加入钼,能提高机械性能。 还可以抑制合金钢由于淬火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。
6、钛(Ti):钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密,细化晶粒力;降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀。
7、钒(V):钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒,提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物,在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。
参考资料:百度百科-合金钢
合金工具钢的分类及价格
对着人们对各类工具的要求越来越高,合金工具钢被广泛的应用在了工业上。那么,合金工具钢是什么,有哪些类别,它们的价格又如何呢?接下来小兔就来为大家解决这些疑惑。
简介
合金工具钢指的是,在以碳素工具钢为基础,往其中加入了铬(Cr)、钒(V)、锰(Mn)、镍(Ni)等合金元素的一种工具钢。加入这些合金元素后,这类钢种的某些性能,比如耐磨性、抗腐蚀性、耐热性、塑性等,会得到大大的提升。根据用途来分,合金工具钢可以分为三种:刃具钢、模具钢与量具钢。
刃具用钢
合金刃具钢主要用于生产木工、钳工工具这些用于低速切割的刃具。其中的合金元素一般是铬(Cr)或钨(W),这些元素能使刃具钢的强度、硬度得到提升,并保障了刃具的热硬性,使刃具更加可靠、耐用。常用的刃具用钢有9SiCr。
刃具钢的价格根据合金元素的不同而有所差异,比如9SiCr大约为25元/Kg,Cr06约为40元/Kg,8MnSi约为17元/Kg。
量具用钢
对于量具来说,我们需要保持它的精度与稳定性,因此量具用钢需要具有良好的耐磨性能,并且不易发生形变。量具钢中加入的金属元素可以是铬(Cr)、锰(Mn)、钼(Mu)等,因此增强了钢材的韧性与稳定性,即使在高温、易腐的环境下也可保证测量的准确性。
常用的量具钢与其价格如下:90CrSi5大约为18元/Kg,Cr12约为20元/Kg。
模具用钢
模具主要有冷作模具、热作模具和塑料模具这三种类别,它们的性质各有所异,所需的模具钢材也不同。除了基本的硬度与强度外,冷作模具应有良好的淬透性与韧性,因此用于生产它的合金工具钢一般是高碳的铬钢、铬钼钢或铬钨钏钢。而热作模具对导热性、耐热性有额外的要求,其用钢一般有铬锰钢、铬镍钢等。
模具钢的价格一般在30-120元/Kg之间,比如日立SKD11冷冲模合金钢为44元/Kg,热压铸模具钢为80元/Kg;大同的DC-53冷冲模合金钢为63元/Kg。
通过以上的介绍,相信大家对合金工具钢都有了一定的了解。掌握了它的相关知识,大家才能更好地发挥合金工具钢的性能。
合金工具钢按用途分为哪三种的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容。
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原文标题:合金工具钢按用途分为哪三种(合金工具钢的用途)
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