工具钢(Tool steel),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。具有较好的综合力学性能(如硬度、耐磨性和韧性等),晶粒更细,在加热时对晶粒长大和形成碳化物网的敏感性小。用于制造在工作时切削刃口不变热的工具,如锯、錾刀、丝锥、锉刀、刮刀、发条、仪规、扩孔钻、板牙、切烟叶用刀具、尺寸不大和断面无急剧变化的冷冲模及木工刀具等。由于碳含量高。淬火后仍有较多的过剩碳化物,所以硬度和耐磨性高,但韧性低,且淬火变形大。不适于制造切削速度高和受冲击负荷的工具。用于制造不受冲击负荷,切削速度不高,切削刃口不变热的工具,如车刀、铣刀、钻头、铰刀、扩孔钻、丝锥、板牙、刮刀、量规、刀片、小型冲头、钢锉、锯、发条、切烟叶用刀具,及断面尺寸小的冷切边模和冲口模等。 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0080%)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。
9Sicr高碳合金工具钢,韧性较好,具有较好的回火稳定性,热处理时变形小。该钢中碳化物分布均匀,不易析出碳化物网,并易于正火消除,通过正火可以消除网状以及粗片碳化物组织。但是抗压强度和耐磨性不足,加工性较差。该钢的表面残余含碳量为0.6%-0.7%的脱碳层时,由于碳化物的减少使得表面层的过热敏感性增大。经正常加热淬火以后表面硬度仍可以达到60-62HRC,但其抗弯强度却下降40%-50%。表面层晶粒度达到7级,心部为10级。
该钢锻造性能良好,由于易脱碳,需要在中性气氛或者保护气氛炉中加热。施以锻热调质处理,可以获得细密的回火索氏体组织,简化工艺,省时节电,既有良好的切削加工性能,又有理想的余热处理组织。
化学成份:
碳 C :0.85~0.95
硅 Si:1.20~1.60
锰 Mn:0.30~0.60
硫 S :≤0.030
磷 P :≤0.030
铬 Cr:0.95~1.25
镍 Ni:允许残余含量≤0.25
铜 Cu:允许残余含量≤0.3