合金工具钢之刃具用钢选材要求

    合金工具钢按用途可细分为量具刃具用钢、耐冲击工具用钢、热作模具钢、冷作模具钢、无磁模具钢和塑料模具钢。
    量具是用来度量工件尺寸的工具，如游标卡尺、块规、塞规及千分尺等。由于量具在使用过程中经常受到工件的磨擦与碰撞，而量具本身又必须具备非常高的尺寸精确性和恒定性，因此要求量具材料具有高的硬度和高的耐磨性，以保证在长期使用过程中不致被很快磨损而失去其精度；具有高的尺寸稳定性，以保证量具在使用和存放过程中保持其形状和尺寸的恒定：具有一定的抗腐蚀性能和一定的韧性。
    刃具钢是指用来制造各种切削加工工具的钢种。刃具的种类繁多，如各种车刀、铣刀、刨刀、钻头、丝锥及板牙等。刃具在切削加工过程中，刃具与被加工工件的表面金属相互作用，使切屑产生变形与断裂，并从工件上剥离下来。所以也要求刃具具有较高的硬度和耐磨性，硬度一般应在60HRC以上，加工软材料时可为45HRC～55HRC;高的耐磨性不仅与高的硬度有关，而且还取决于钢的组织，特别是在马氏体基体上分布着弥散的硬质碳化物能有效地提高钢的耐磨性。刃具在服役过程中还承受弯曲、扭转、剪切、冲击等负荷的作用，凶此要求刃具有足够的塑性和韧性，以防止使用过程中崩刃或折断。此外刃具还受到工件和切屑的强烈摩擦作用，在切削过程中，这种摩擦功和被去除材料的塑性变形功将以热的形式释放出来，使刃具的温度升高。显然切削速度愈快，刃具的温升愈高，因此要求刃具具有高的红硬性。所谓红硬性是指钢在受热的条件下，仍能保持足够高的硬度和切削能力，这种性能也称为钢的热硬性。由于刃具的服役温度的升高，将使得刃具的性能下降，如硬度、强度下降，磨损加快等，这都不利于保证加工质量、提高效率。
    应当指出的足，对量具刃具用钢的具体性能要求还应视量具刃具的实际使用条件而定。例如尺寸小、精度不高、形状简单的量规、塞规、样板等，用碳素工具俐就可以满足其耐磨性和尺寸稳定性；锉刀不一定需要很高的红硬性，而钻头工作时，因其刃部散热菲常闲难，所以对红硬性要求很高。此外，除使用性能外，还应考虑量具刃具用钢的工艺性能。例如切削加工性能与磨削性能好，具有良好的淬透性，较小的淬火变形、开裂敏感性等各项要求都是量具刃具用钢合金化及其选材的基本依据。

    我们知道，碳素量具刃具用钢的淬透性低、红硬性差、耐磨性不够高。当工具断面尺寸大于15mm时，水淬后只有工件表面层有高硬度，故不能做形状复杂、尺寸较大的刃具；当工作温度超过250℃时，硬度和耐磨性迅速下降而使刃具失去正常工作的能力；碳素量具州具用钢由于不含合金元素，淬火及回火后的碳化物属于渗碳体型，硬度虽然可达62HRC，但耐磨性不足。所以碳素量具刃具用钢只能用米制造小型量具刃具，用作州具时，常用来加工切削量小、切削速度较低或硬度低的软金属或非金属软材料。此外，碳素最具刃具钢在热处理时，由于要考虑获得马氏体组织，通常都在强烈的淬火介质（如水、盐水、碱水等）巾冷却，因而淬火时产生的应力大，容易引起较大的变形甚至丌裂，故而淬火后应及时回火同时，碳素最具刃具用钢在热处理加热过程中，特别是球化退火的加热，还容易发生石墨化和脱碳，这都将使碳素刃具钢的性能恶化。所以，对于重负荷、尺寸较大、形状复杂、工作温度超过200℃的刃具，碳素量具刃具用钢就不能满足要求，因此发展了合金量具刃具用钢。

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资料来源：无锡市瀚超特殊钢有限公司合金模具钢营业部
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