碳素工具鋼
用途
用於制作刃具、模具和量具的碳素鋼。與合金工具鋼相比,其加工性良好,價格低廉,使用范圍廣泛,所以它在工具生產中用量較大。碳素工具鋼分為碳素刃具鋼、碳素模具鋼和碳素量具鋼。碳素刃具鋼指用於制作切削工具的碳素工具鋼,碳素模具鋼指用於制作冷、熱加工模具的碳素工具鋼,碳素量具鋼指用於制作測量工具的碳素工具鋼。此類鋼一般以退火狀態交貨,根據需方要求也可以不退火狀態交貨。退火鋼材的硬度、斷口組織、網狀碳化物、珠光體組織、試樣淬火硬度、淬透性深度和鋼材表面脫碳層深度應符合中國國傢標準GB1298規定。此類鋼中存在網狀碳化物和層片狀珠光體時,容易產生淬火變形、開裂和硬度不均勻,並降低刃具耐磨性,容易引起刃具崩刃,降低刃具壽命。為瞭防止網狀碳化物的產生,鋼材要反復鍛造,鍛後要快速冷卻。通過球化退火可使層片狀珠光體中的滲碳體球化。此類鋼淬火加熱一般用鹽浴爐,它可防止或減輕工具表層脫碳。在淬火冷卻時要註意防止變形和開裂,為此一般采用分級淬火或等溫淬火,有的采用高頻淬火。淬火後應及時回火,以防停放時發生變形或開裂。品性
碳素工具鋼生產成本較低,原材料來源方便;易於冷、熱加工,在熱處理後可獲得相當高的硬度;在工作受熱不高的情況下,耐磨性也較好,因而得到廣泛應用。其中,高級優質碳素工具鋼韌度較高,磨削時可獲得較高的光潔度,適宜制造形狀復雜、精度較高的工具。但是,這類鋼紅硬性較差,工作溫度超過250℃以後,硬度和耐磨性迅速下降。這類鋼淬透性低,工具斷面尺寸大於15mm時,水淬後隻有表面層得到高的硬度,故不能做大尺寸的工具。這類鋼淬火溫度范圍窄,易過熱,淬火時畸變、開裂傾向性大,且易產生軟點。與合金工具鋼相比,此類鋼淬透性低,在水中淬透直徑為15mm,而在油中淬透直徑僅為5mm。另外,此類鋼的熱硬性低,工作溫度高於250℃時鋼的硬度和耐磨性急劇下降,從而鋼的切削能力顯著降低,所以此類鋼隻適於制作尺寸小、形狀簡單、切削速度低、進刀量小、工作溫度不高的工具。特點
碳素工具鋼價廉易得,易於鍛造成形,切削加工性也比較好。碳素工具鋼的主要缺點是淬透性差,需要用水、鹽水或堿水淬火,畸變和開裂傾向性大,耐磨性和熱強度都很低。因此,碳素工具鋼隻能用來制造一些小型手工刀具或木工刀具,以及精度要求不高、形狀簡單、尺寸小、負荷輕的小型冷作模具,如用來制造小沖頭、剪刀、冷沖模、冷鐓模等。特別需要指出的是,碳素工具鋼適於做冷鐓模,根據冷鐓模的工作條件,模具材料除瞭應有足夠的強度以及模具工作表面和型腔要有足夠的硬度和硬化層外,還需要有足夠的韌度,故這類模具熱處理後要求內孔有一定的淬硬層而外部不能淬硬,從而可保持有較高的韌度。如果淬硬層過深,會因工作中承受大的沖擊而迅速開裂。但對尺寸較大、負荷較重的冷鐓模,也會因淬硬層薄和基體太軟而壓陷。處理
T10是最常見的一種碳素工具鋼,韌度適中,生產成本低,經熱處理後硬度能達到60HRC以上,但是,此鋼淬透性低,且耐熱性差(250℃),多用於制造手用刀具等簡單工具。下面就簡單地介紹一下T10的熱處理工藝:設備
熱電式溫度計、中溫箱式電阻爐。退火
加熱溫度760~780℃,爐冷。退火後,鋼的硬度大為降低。正火
加熱溫度820~840℃,空冷。回火
加熱溫度650~700℃。淬火
淬火介質:油,加熱溫度:790℃,淬火方式:對於小型直條式刀條一般垂直緩下。回火
溫度150℃,硬度62HRC,但易崩口;一般采用溫度200~250℃~,硬度55~60HRC。
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