日本工具鋼的種類和性能(一)

  冷作工具鋼是用做量規(guī),、鋼釬、沖床等工具和沖壓,、鍛造,、滾軋、輥壓等模具,,進(jìn)行切斷,、彎曲、沖壓,、壓縮等加工,。在這些加工中,模具承受高面壓和沖擊負(fù)荷,,大部分模具因磨損,、熱粘結(jié)、掉肉,、開裂等原因報(bào)廢,。因此,冷作模具鋼要求具有高強(qiáng)度,、高耐磨性,、高耐疲勞性和高韌性。

  1.冷作工具鋼的特點(diǎn)

  主要冷作工具鋼的性能匹配情況,。表1是主要冷作工具鋼的化學(xué)成分,。冷作工具鋼的最重要的特性就是耐磨性。提高耐磨性的基本方法是提高鋼的硬度,。冷作工具鋼一般要進(jìn)行淬火回火,,在硬度為60HRC左右的狀態(tài)下使用。提高鋼的C含量可以提高硬度,。此外,,添加Cr、Mo,、V,、W等碳化物生成元素,使鋼中含有M7C3,、M6C,、MC等硬質(zhì)碳化物(表2),,可進(jìn)一步提高鋼的耐磨性。但碳化物量大時(shí),,鋼的韌性和耐疲勞性下降,。因此要根據(jù)用途選擇適宜的冷作工具鋼。

  2.碳素工具鋼

  C含量為0.55~1.50%,,并含有少許Si,、Mn的鋼種是碳素工具鋼,。JIS中有11個(gè)碳素工具鋼的牌號(hào),。碳素工具鋼經(jīng)750~840℃淬火和150~200℃回火,硬度可達(dá)54~63HRC,。由于碳素工具鋼中合金元素少,,淬透性差,所以要進(jìn)行水冷淬火,。并且即使水冷,,工件中心也不能淬透,只有表面被淬硬,,中心的硬度仍然較低,。JIS碳素工具鋼中最常用的牌號(hào)是SK105(1.05C-0.2Si-0.25Mn)。SK105用做刀具,、鋼釬,、夾具和沖模等。

  3.合金工具鋼

  JIS將合金工具鋼分為4類:切削工具鋼,、耐沖擊工具鋼,、冷作模具鋼、熱作模具鋼,。其中冷作模具鋼有10個(gè)牌號(hào),。此外還有許多以JIS鋼為基礎(chǔ)的改良鋼牌號(hào)。以下對(duì)合金工具鋼的代表性牌號(hào)的特點(diǎn)做簡(jiǎn)要說(shuō)明,。

  3.1低合金工具鋼

  冷作模具鋼中合金元素含量比較少的是低合金工具鋼,,常用的牌號(hào)是SKS93(1.05C-0.95Mn-0.4Cr)和SKS3(0.95C-1.05Mn-0.75Cr)。這兩個(gè)牌號(hào)的Mn含量都是1%左右,,SKS93含有0.4Cr,,SKS3含有0.75Cr,提高了鋼的淬透性,。此外,,SKS3還含有0.75%的W提高了淬透性和韌性。低合金工具鋼用做剪刃,、量規(guī),、沖模等,。

  3.2高C高Cr冷作工具鋼

  高C高Cr冷作工具鋼最有名的牌號(hào)是SKD11(1.5C-12Cr-1Mo系)。SKD11的最大特點(diǎn)是良好的耐磨性,。由于Cr含量高,,在母相中有粗大的Cr碳化物(M7C3),提高了耐磨性,。SKD11的淬透性良好,,空冷就可以獲得均勻的芯部硬度。SKD11的淬火溫度是1000~1040℃,。這是真空熱處理爐常用的淬火溫度,。耐磨性優(yōu)于SKD11的冷作工具鋼是SKD1(2C-12Cr系)。SKD1的C,、Cr含量多于SKD11,,所以粗大的Cr碳化物的量也多,使SKD1成為耐磨性極高的工具鋼,。由于粗大的Cr碳化物量很多,,所以韌性和耐疲勞性不如SKD11。由于SKD1的淬火溫度是950℃,,與一般常用的淬火溫度不同,,并且淬透性差,必須油淬,。所以很少使用SKD1,。

  在SKD11基礎(chǔ)上已經(jīng)開發(fā)出的適用于不同用途的各種改良鋼,得到了廣泛應(yīng)用,。

鏈接:日本工具鋼的種類和性能(二)