工具钢ppt.ppt
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工具钢工具钢工具钢：
工具钢：
用于制造刃具、模具、量具等各类用于制造刃具、模具、量具等各类工具用钢。
工具用钢。
要要求：
求：
硬度与耐磨性高于被加工材料，能耐硬度与耐磨性高于被加工材料，能耐热、耐冲击且具有较长的使用寿命。
热、耐冲击且具有较长的使用寿命。
工具钢的分类工具钢的分类按按成分：
成分：
（1）碳素工具钢碳素工具钢:
高碳成分的铁碳合金高碳成分的铁碳合金
（2）合金工具钢合金工具钢:
（低、中、高）合金钢低、中、高）合金钢按用途：
按用途：
（1）刃具钢刃具钢:
车刀、铣刀、钻头等车刀、铣刀、钻头等
（2）模具钢模具钢:
冷冲模、热挤模等冷冲模、热挤模等（3）量具钢量具钢:
千分尺、块规等千分尺、块规等高速钢刀具高速钢刀具高速钢钻头高速钢钻头刃具钢刃具钢刃具刃具是切削加工的工具，包括手用和机用的是切削加工的工具，包括手用和机用的车刀、铣刀、刨刀、钻头、丝锥和板牙等。
车刀、铣刀、刨刀、钻头、丝锥和板牙等。
在切削过程中，刀刃与工件及切屑之间的摩在切削过程中，刀刃与工件及切屑之间的摩擦将导致严重的磨损和切削热；刃口局部区擦将导致严重的磨损和切削热；刃口局部区域极大的切削力及刀具使用过程中过大的冲域极大的切削力及刀具使用过程中过大的冲击与振动，可能导致刀具崩刃或折断。
击与振动，可能导致刀具崩刃或折断。
刃具钢刃具钢性能要求性能要求碳素刃具钢的优缺点碳素刃具钢的优缺点碳素刃具钢的牌号碳素刃具钢的牌号碳素刃具钢热处理碳素刃具钢热处理低合金刃具钢低合金刃具钢成分特点成分特点低合金刃具钢低合金刃具钢牌号牌号低合金刃具钢低合金刃具钢热处理特点热处理特点低合金圆板牙低合金圆板牙（9SiCr）制作工艺制作工艺：
下料下料球化退火机械加工淬火+低温回火磨平面抛槽开口成品低合金刃具钢特点高速钢的性能特点高速钢的性能特点高速钢的成分特点高速钢的成分特点高速钢的锻造高速钢的锻造高速钢的锻造高速钢的锻造高速钢的热处理高速钢的热处理高速钢的热处理工艺高速钢的热处理工艺1W18Cr4V高速钢高速钢的预备热处理的预备热处理高速钢的热处理工艺高速钢的热处理工艺2W18Cr4V钢钢的淬火回火曲线和显微组织的淬火回火曲线和显微组织高速钢的硬度与高速钢的硬度与T回回高速钢的表面强化处理高速钢的表面强化处理表面强化处理可有效地提高高速钢刀具的切削效率表面强化处理可有效地提高高速钢刀具的切削效率和寿命，因而受到了普遍重视和广泛的应用。
可进行的和寿命，因而受到了普遍重视和广泛的应用。
可进行的表面强化处理方法很多，常见的主要有：
表面强化处理方法很多，常见的主要有：
表面化学热处理（如渗氮）表面化学热处理（如渗氮）表面气相沉积表面气相沉积（化学、物理气相沉积化学、物理气相沉积TiN涂层涂层）激光表面处理激光表面处理（刀具寿命可提高百分几十到几倍甚至十倍以上刀具寿命可提高百分几十到几倍甚至十倍以上）高速钢的牌号高速钢的牌号硬质合金硬质合金硬质合金：
硬质合金：
将特制的高熔点、高硬度的金属碳将特制的高熔点、高硬度的金属碳化物粉末和粘结剂混合、压制成型，化物粉末和粘结剂混合、压制成型，再经过烧结而成的一种粉末冶金材料。
再经过烧结而成的一种粉末冶金材料。
特特点：
点：
高硬度（高硬度（HRA87-93HRA87-93）、）、高热硬性高热硬性（10001000）、切削速度高（高速钢的）、切削速度高（高速钢的4-74-7倍、寿命提高倍、寿命提高5-85-8倍）。
倍）。
硬质合金钨钴类硬质合金钨钴类组成：
组成：
以以WCWC粉末和软的粉末和软的CoCo粉末制成。
粉末制成。
牌号：
牌号：
YGYG（硬钴）硬钴）YG3YG3含含Co3%Co3%，其余为其余为WCWC特点：
特点：
随钴含量的增加韧性增加，随钴含量的增加韧性增加，硬度和耐磨性下降硬度和耐磨性下降用途用途：
加工铸铁、非铁合金、塑料等：
加工铸铁、非铁合金、塑料等硬质合金钨钴钛类硬质合金钨钴钛类组成：
组成：
以以TiCTiC、WCWC和和CoCo的粉末制成。
的粉末制成。
牌号：
牌号：
YTYT（硬钛）硬钛）YT5YT5含含TiCTiC为为5%5%，其余为其余为WCWC和和CoCo特点：
特点：
很高的热硬性，抗弯强度与韧性比很高的热硬性，抗弯强度与韧性比YGYG低低用途：
用途：
加工合金钢、耐热钢等加工合金钢、耐热钢等硬质合金刚结组成：
组成：
以以TiCTiC、WCWC和和VCVC为硬结相、以高速钢或为硬结相、以高速钢或铬钼钢等粉末作为粘结剂，用粉末冶金铬钼钢等粉末作为粘结剂，用粉末冶金的方法制成的合金。
的方法制成的合金。
牌号：
牌号：
YTYT（硬钛）硬钛）YT5YT5含含TiCTiC为为5%5%，其余为其余为WCWC和和CoCo特点：
特点：
韧塑性好，能冷热加工，可以整体成形韧塑性好，能冷热加工，可以整体成形用途：
用途：
加工合金钢、耐热钢等加工合金钢、耐热钢等硬质合金涂层组成：
组成：
在高速钢或硬质合金刀具的表面上用在高速钢或硬质合金刀具的表面上用气相沉积法涂覆一层耐磨性高的金属气相沉积法涂覆一层耐磨性高的金属化合物。
化合物。
涂层：
涂层：
TiCTiC、TiNTiN、AlAl22OO33、NbCNbC、HfNHfN、BNBN等。
等。
特点：
特点：
硬度高硬度高、热硬性高、耐磨性好。
热硬性高、耐磨性好。
模具钢模具钢模具是用于进行压力加工的工具，根据其模具是用于进行压力加工的工具，根据其工作条件及用途不同，常分为工作条件及用途不同，常分为冷作模具冷作模具、热作模热作模具具和和成形模具成形模具（其中主要是塑料模）等三大类。
（其中主要是塑料模）等三大类。
模具品种繁多，性能要求也多种多样，可用于模具品种繁多，性能要求也多种多样，可用于模模具的钢种也很多，如碳素工具钢、（低）合金工具的钢种也很多，如碳素工具钢、（低）合金工具钢、高速钢、滚动轴承钢，不锈钢和某些结构具钢、高速钢、滚动轴承钢，不锈钢和某些结构钢等。
钢等。
冷作模具钢冷作模具钢1工作条件与性能要求：
工作条件与性能要求：
在在常常温温下下使使金金属属材材料料变变形形成成型型的的模模具具用用钢钢，工工作作温温度度200200300300；模模具具承承受受很很大大的的载载荷荷及及摩摩擦擦、冲冲击击作作用用；冷冷作作模模具具钢钢应应具具有有高高硬硬度度、高高耐耐磨磨性性、高高强强度度和和足足够够的的韧韧性性；冷冷作作模模具具对对淬淬透透性性、耐耐磨磨性性尤尤其其是是韧韧性性方方面面的的要要求求更更高高一一些些，冷冷作作模模具具钢钢应应是是高高碳碳成成分分并并多多在在回回火火马氏体状态下使用。
马氏体状态下使用。
冷作模具钢冷作模具钢2常用冷作模具钢：
常用冷作模具钢：
碳素工具钢碳素工具钢（T10（T10、T10A）T10A）尺寸较小的冷作模具钢低合金工具钢低合金工具钢（9SiCr（9SiCr、9Mn2V）9Mn2V）中小尺寸模具钢中、高铬模具钢中、高铬模具钢（Cr12（Cr12、Cr12MoV）Cr12MoV）尺寸大、形状复杂、精度高的重载模具高速钢类模具钢高速钢类模具钢（W6Mo5Cr4V2（W6Mo5Cr4V2、6W6Mo5Cr4V）6W6Mo5Cr4V）冷、热模具钢均可冷作模具钢冷作模具钢3冷作模具制作工艺冷作模具制作工艺（Cr12、Cr12MoV）：
下料下料锻造退火机械加工淬火回火精磨或电火花加工成品热作模具钢1工作条件与性能要求：
工作条件与性能要求：
使使热热态态金金属属（固固态态或或液液态态）成成形形的的模模具具用用钢钢。
热热锻锻模模工工作作部部分分的的温温度度会会升升高高到到300300400400、热挤压模模可可达达500500800800、甚甚至至近近10001000，因因交交替替加加热冷冷却却的的温温度度循循环产生生交交变热应力力；热作作模模具具常常见的的失失效效形形式式有有变形形、磨磨损、开开裂裂和和热疲疲劳等等，要要求求模模具具钢应具具有有良良好好的的高高温温强强韧性性、高高的的热疲疲劳和和热磨磨损抗抗力力、一一定定的的抗抗氧氧化化性性和和耐耐蚀性等。
性等。
热作模具钢热作模具钢2常用热作模具钢：
常用热作模具钢：
热作模具钢热作模具钢3热锻模生产工艺（热锻模生产工艺（5CrMnMo）：
）：
下料下料锻造退火机械加工淬火回火精加工量具钢量具钢量具是度量工件尺寸形状的工具，是计量的基准，量具是度量工件尺寸形状的工具，是计量的基准，如卡尺、块规、塞规及千分尺等。
由于量具使用过程中如卡尺、块规、塞规及千分尺等。
由于量具使用过程中常受到工件的摩擦与碰撞，且本身须具备极高的尺寸精常受到工件的摩擦与碰撞，且本身须具备极高的尺寸精度和稳定性，故量具钢应具备以下性能：
度和稳定性，故量具钢应具备以下性能：
11）高硬度（）高硬度（585864HRC64HRC）和高耐磨性。
和高耐磨性。
22）高的尺寸稳定性（要求组织稳定性高）。
）高的尺寸稳定性（要求组织稳定性高）。
33）一定的韧性和特殊环境下的耐蚀性。
）一定的韧性和特殊环境下的耐蚀性。
量具钢量具钢热处理特点热处理特点1.1.淬淬火火加加热热时时进进行行预预热热，以以减减小小变变形形，这这对对形形状状复复杂杂的量具更为重要。
的量具更为重要。
2.2.在在保保证证力力学学性性能能的的前前提提条条件件下下降降低低淬淬火火温温度度，尽尽量量不不采采用用等等温温淬淬火火或或分分级级淬淬火火工工艺艺，减减少少残残余余奥奥氏氏体体的的生生成。
成。
3.3.淬淬火火后后立立即即进进行行冷冷处处理理（-80）减减小小残残余余奥奥氏氏体体量量，延延长长回回火火时时间间，回回火火或或磨磨削削之之后后进进行行长长时时间间的的低低温温时时效效处理等。
处理等。
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