工具钢的特性与性能

2023-12-18

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　　工具钢材出厂状态、相关参数和注意事项

　　工具钢（Toolsteel），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得红硬性，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。

　　工具钢的特性

　　（1）硬度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。

　　（2）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。

　　（3）强度和韧性

　　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。

　　（4）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。

　　工艺性能

　　工具钢除了具有上述使用性能外，还应具有良好的工艺性能。

　　（1）加工性

　　工具钢应具有良好的热压力加工性能和机械加工性能，才能保证工具的制造和使用。钢的加工性取决于化学成分、组织的质量。

　　（2）淬火温度范围

　　工具钢的淬火温度应足够宽，以减少过热的可能性。

　　（3）淬硬性和淬透性

　　淬硬性是钢在淬火后所能达到高硬度的性能。淬硬性主要与钢的化学成分特别是碳含量有关，碳含量越高，则钢的淬硬性越高。

　　淬透性表示钢在淬火后从表面到内部的硬度分布状况。淬透性的高低与钢的化学成分、纯洁度、晶粒度有关。

　　根据用于制造不同的工具，对这两种性能各有一定的要求。

　　（4）脱碳敏感性

　　工具表面发生脱碳，将使表面层硬度降低，因此要求工具钢的脱碳敏感性低。在相同的加条件下，钢的脱碳敏感性取决于其化学成分。

　　（5）热处理变形性

　　工具在热处理时，要求其尺寸和外形稳定。

　　（6）耐削性

　　对很制造刀具和量具用钢。要求具有良好的磨削性。钢的磨削性与其化学成分有关，特别是钒含量，如果钒质量分数不小于0.50%则磨削性变坏。

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