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3. 金属材料 3.2 合金钢. 单元 16. 1. 三、合金工具钢. 分为： 合金刃具钢、合金模具钢、合金量具钢。. 牌号：一位数字 （或没有数字） + 合金元素符号 + 其含量百分数 ……. 一位数字 表示碳质量分数的千分数. 没有数字 表示碳质量分数大于 1 ％. 合金元素含量如＞ 1.5 ％ 不标数. 如 1.5 ％～ 2.49 ％ 标 2. 如 2.5 ％～ 3.49 ％ 标 3. 如 3.5 ％～ 4.49 ％ 标 4 ……… 类推.
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3.金属材料3.2 合金钢 单元16 1 三、合金工具钢 分为： 合金刃具钢、合金模具钢、合金量具钢。 牌号：一位数字（或没有数字）+ 合金元素符号+其含量百分数…… 一位数字表示碳质量分数的千分数 没有数字表示碳质量分数大于1％ 合金元素含量如＞1.5％ 不标数 如1.5％～2.49 ％ 标2 如2.5％～3.49 ％ 标3 如3.5％～4.49 ％ 标4 ……… 类推 如 9SiCr CrWMn Cr12MoV 5CrMnMo W18Cr4V
3.金属材料3.2 合金钢 单元16 2 刃具钢的基本要求是： ①高的耐磨性；②高硬度；一般大于60HRC③高的弯曲强度和足够的塑性、韧性；④高的红硬性（热稳定性）。 例如钻头：钻头为长杆状刀具，刃部长而薄，它在致密的金属中 进行钻削。工作时承受很高的轴向压应力、扭转应力以及径向力 引起的弯曲应力。钢材应具有足够高的弯曲强度和韧性。钻头在 连续钻削时，其刃部与工件和切屑间的摩擦很厉害，产生热量不 易散失，故对钻头用钢要求高的耐磨性和热稳定性。 刃具钢的用途：各种金属切削刀具，如车刀、铣刀、刨刀、钻头等
3.金属材料3.2 合金钢 单元16 3 （一） 合金刃具钢 1、低合金工具钢 低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上添加合金元素而成的。 成分特点： ①高C:0.9 %～1.1 % ②加入Cr,Mn,Si提高淬透性 ③加入Si提高回火稳定性 ④加入W,V提高耐磨性 ⑤加入W,V细化晶粒 性能特点： ①高硬度:HRC＞60 ②高耐磨性 ③高热硬性 ④足够塑性和韧性 使用态组织 M'＋合金ｋ＋ 少量A
3.金属材料3.2 合金钢 单元16 4 典型钢号及其应用： ①9SiCr 如,板牙,丝锥,冷冲模, 木工工具,低速切削刃具 ②Cr, Cr06 如,样板,铰刀,插刀,剃刀,刀片,刮刀,锉刀等. ③CrWMn 如拉刀,冲模,样板,量规 ④W, W2, CrW 小麻花钻,低速切削刃具 热处理： 球化退火 淬火：加热温度比碳工具钢稍高些，可用油较缓和的淬火介质。 低温回火 150～250℃
3.金属材料3.2 合金钢 单元16 5 2、高速钢 在高速切削过程中，刀具的刃部温度可达600℃以上， 低合金钢刃具已不能满足这种要求。因此，就必须选 用高速钢（这是一种合金元素含量很高的刃具钢）， 它在600℃时，仍能使硬度保持HRC60以上，从而保 证其切削性能和耐磨性。高速钢刀具的切削速度可比 碳素工具钢和合金工具钢刀具增加1～3倍，而耐用性 增加7～14倍，因此，高速钢在机械制造工业中被广 泛地采用。 成分特点： ①高C:0.7 %～1.5 % ②加入Cr提高淬透性 ③加入W,Mo提高热硬性 ④加入V提高耐磨性
3.金属材料3.2 合金钢 单元16 6 性能特点： ①高硬度:HRC ＞60 ②高耐磨性 ③高热硬性 ④足够塑性和韧性 典型钢号及其应用： 作高速切削刃具 ①W18Cr4V 车刀、铣刀、刨刀、钻头、拉刀、 ②W6Mo5Cr4V2 丝锥 、 铰刀、钻头等 耐磨性和韧性好 热处理： 等温或球化退火＋1280℃淬火＋560℃～580℃回火(三次)
3.金属材料3.2 合金钢 单元16 7 机铰刀 丝锥 手铰刀
3.金属材料3.2 合金钢 单元16 8 高速钢 钻头
3.金属材料3.2 合金钢 单元16 9 板牙 高速钢 铣刀
3.金属材料3.2 合金钢 单元16 9 （二） 合金模具钢 分冷作模具钢、热作模具钢。塑料模具钢一般用其它钢替。 1. 冷作模具钢 冷作模具包括拉延模、拔丝模、压弯模、冲裁模 (落料、冲孔、修边模、冲头、剪刀模等)、冷镦模和 冷挤压模等。 工作条件： 冲裁模—刃口经受反复冲击摩擦和弯曲应力。 冷挤压模—承受很高的压缩应力和承受拉应力。也承受着冲击负荷。 其刃口部分与强烈流动的金属之间摩擦，
3.金属材料3.2 合金钢 单元16 10 性能特点： ①高硬度: 58～62HRC ②高耐磨性和红硬性 ③足够韧性和疲劳抗力 ④淬透性好，热处理变形小 成分特点： ①高C:1.4 %～2.3 % ②加入大量Cr提高耐磨性和淬透性 ③加入W、Mo、V提高耐磨性 典型钢号及其应用：
3.金属材料3.2 合金钢 单元16 11 冷作模具钢中用量最大的有： Cr12、Cr12MoV、T10A、CrWMn、9SiCr、9Mn2V、 GCr15、60Si2Mn和W18Cr4V。
3.金属材料3.2 合金钢 单元16 12 热处理： ※ 球化退火＋950～1000℃淬火＋低温回火 耐磨性和韧性好， 用于重载模具 ※ 球化退火＋1100～1150℃淬火＋510～520 ℃回火（3次） 耐磨性和红硬性好 400～450 ℃温度下工作的模具
3.金属材料3.2 合金钢 单元16 13 2. 热作模具钢 热作模具钢是用以制造在高温下金属材料塑性成形的 一类模具，如热锻模、热挤压模、热冲裁模和金属压铸模。 工作条件— 大的冲击载荷、强烈的摩擦、剧烈的冷热循环所引 起的热应变和热应力，以及高温氧化。 热作模具在服役中失效的基本形式可分为：塑性变形；磨损；疲劳；断裂。 性能要求： ①高的高温耐磨性和红硬性 ②高的热强性和抗氧化性能 ③足够韧性和热疲劳抗力 ④淬透性好，热处理变形小
3.金属材料3.2 合金钢 单元16 14 成分特点： ①中C:0.3 %～0.6%以保证高强度、韧性、热疲劳抗力 和较高的硬度 ②加入Cr、Ni、Mn、Si提高淬透性、回火稳定性和热疲劳抗力 ③加入W,Mo、V提高热硬性和热强性 典型钢号及其应用： 淬透性一般，价格较低，淬火后硬度和5CrNiMo相近，而塑性韧性相对低一些。用于制造形状简单，厚度小于250毫米的小型热锤锻模。 1、5CrMnMo： 淬火后综合力学性能较好，热强性和 淬透性一般。 用于制造形状简单，工作温度一般，厚度在 250-350毫米之间的中型热锤锻模块。 2、5CrNiMo： 有较高的强度、硬度及抗回火稳定性，用于制造工作 温度≥550℃并承受较高的静载荷，而冲击载荷较低 的锻造压力机模或热挤压模具。 3、3Cr2W8V：
3.金属材料3.2 合金钢 单元16 15 淬透性，淬硬性较5CrNiMo、5CrMnMo显著改善. 用于制造厚度＞350毫米，型腔复杂，受力载荷较 大的大型锤锻模或锻造压力机热锻模。 4、5CrNiMoV： 5、3Cr3Mo3Nb： 是一种新型热作模具钢，它具有高的热强性、高韧性和冷热 疲劳性能。用该钢制作的镶块模在锻造耐热合金、耐热不锈 钢时，其寿命是5CrNiMo钢制作模具的五倍 6、4Cr5Mo2MnVSi 是针对铝合金压铸模具而研制的，与3Cr2W8V钢相比， 该钢具有抗冷热疲劳性能好、热处理变形小、抗铝溶 损性能好等优点，模具的使用寿命普遍比3Cr2W8V钢 制造的模具的使用寿命提高一倍以上。该钢还可用于制 造工作温度在600℃以下的中小热锻等模具。
3.金属材料3.2 合金钢 单元16 20 （三） 合金量具钢 1. 用途 ： 各种测量工具如卡尺、千分尺、量块、赛规等。 2.性能要求： ①高硬度和高耐磨性 ②高尺寸稳定性，热处理变形小。 3.成分特点 ： 高碳 WC 0.9％～1.5％ 加入Cr、W、 Mn等提高淬透性。 4. 量具用钢 10、20或50 、55、60、60Mn、65Mn——样板或卡规 T10A、T12A、9SiCr —— 一般量规和量块 Cr、CrMn、GCr15 —— 高精度量规和量块 CrWMn—— 高精度形状复杂的量规和量块 4Cr13 、9Cr18—— 抗蚀量具
