在機械制造業中,用于制造刃具、模具、量具的鋼稱為工具鋼。由于使用性能要求,工具鋼均屬優質鋼和高級優質鋼。
工具鋼按用途則分為刃具鋼、模具鋼和量具鋼,如按化學成分分類,工具鋼也可分為碳素工具鋼、低合金工具鋼、中合金工具鋼和高合金工具鋼。
其主要性能要求有:
①高硬度和高耐磨性 工具的硬度必須大于被加工金屬材料的硬度,才能對材料進行加工。一般要求刀具硬度大于60 HRC,故工具鋼的碳質量分數為w C= 0.6%~1.3%。熱作模具(高溫下使用的模具)的硬度可低一些,一般為30~50 HRC。通常刀具硬度越高,其耐磨性越好,高耐磨性刀具可延長其使用壽命和提高生產率,而耐磨性的好壞取決于形成碳化物的性質、數量、大小和分布。
表1.5.6 典型軸承鋼的牌號、化學成分、熱處理及用途
②高的熱硬性(紅硬性) 高速切削的刃具應具有在高溫下保持高硬度的能力,即為熱硬性。刀具在切削金屬時要產生切削熱,切削部分溫度有時高達600℃以上,要求刀具在高溫下仍能保持足夠高的硬度,以維持正常的切削。
③足夠的韌性和強度 刀具要有足夠的韌性和強度,以承受刀具在切削加工過程中的彎曲、扭轉、沖擊、震動等載荷,避免脆性斷裂和崩刃。
④對其他性能的要求 由于熱作模具是在反復受熱、冷卻條件下進行工作的,所以其他性能要求側重于較高的綜合力學性能和抗熱疲勞能力。對于尺寸大的模具,還要求具有良好的淬透性和導熱性。
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