高一上高教版金属材料与热处理5－4 合金工具钢教案

章节 课题 §5－4 合金工具钢 课 型 新授课 课时 2 教具学具 电教设施 挂图 教学目标 知识 教学点 合金工具钢的分类及其它们的用途 能力 培养点 掌握合金工具钢的分类及其它们的用途 德育 渗透点 培养学生团结协作的精神 教学重点 难点 重点 合金工具钢的分类及其它们的用途 难点 各种合金工具钢的用途 学法引导 1、讲授法 2、讨论法 教学内容 更新、补 充、删节 补充《金属材料与热处理》相关内容 参考资料 《金属学与热处理》 课后体会 教 与 学 互 动 设 计 教 师 活 动 内 容 学生活动内容 时间 （一）组织教学 点名考勤，稳定学生情绪，准备上课 （二）导入新课 1、合金结构钢的分类？ 2、各种合金结构钢的用途？ （三）讲授新课 §5－4 合金工具钢 与碳素工具钢相比，合金工具钢淬透性好，耐磨性好，热硬性高，热处理变形小，按用途分刃具钢、模具钢、量具钢。 一、合金刃具钢： 合金刃具钢主要用来制造车刀、铣刀、钻头等各种金属切削刀具。刃具钢要求高硬度、耐磨、高热硬性及足够的强度和韧性等。 1、含碳量：0.8～1.4% 2、高硬度：60HRC以上 3、高耐磨性：与硬度、钢中碳化物性质、数量、大小、形状分布有关。 4、高热硬性：高温下仍保持高硬度。 5、足够的强度和韧性：防止脆性断裂，防止崩刀。 6、分类：低合金刃具钢和高速钢。 （一）低合金刃具钢（9SiCr）： 1、化学成分：碳素钢中加Cr、Mn、Si，提高钢的强度及淬透性； W、V提高钢的硬度和耐磨性，防止过热和保持晶粒细小。 2、热处理：预备热处理为球化退火；最终热处理为淬火（油淬）+低温回火。 3、用途：刀刃细薄的低速切削刀具，如丝锥、板牙、铰刀。 4、微变形钢（CrWMn）：热处理后变形小，用于精密低速刀具，如长铰刀、拉刀。 5、常用牌号见表7－8。 （二）高速钢（W18Cr4V）： 1、化学成分：C0.7～1.5%（高的含碳量），保证形成足够碳化物，提高硬度、耐磨性。W、Mo提高红硬性，热硬性可达600℃，切削时长期保持刀口锋利，又称锋钢。Cr提高淬透性 V显著提高钢的硬度、耐磨性、热硬性,细化晶粒。 2、热处理：高速钢铸态组织中莱氏体（A+Cm）粗大，碳化物分布不均，应正确铸造和热处理。 退火：高速钢锻件硬度高，为便于切削加工，应球化退火，获得球状P，HBS255—285。淬火+回火：见下图，决定其寿命 T 1280 800～850 550～570 500～600 t1、预热 2、分级淬火 3、三次回火 （1、保证W、Mo、V、Cr溶于A，2、加热温度高获得红硬性；） （3、M→M回）从工艺曲线可知，高速钢淬火、回火特点： （1）淬火加热时，为避免变形开裂，要预热。 （2）淬火加热温度高，一般在1250～1300℃，保证W、Mo、V等元素尽可能溶入奥氏体，提高热硬性，W、V加热到1000℃以上，奥氏体中溶解量才显著增加。 （3）淬火后，在560℃三次回火。因为高速钢淬火状态约有20～30%残余奥氏体，一次回火难以全部消除，三次回火后减至最低值（一次回火后，约剩15%，二次回火后约剩3～5%，三次回火后剩1～2%）。后一次回火可以消除前一次由A→M的内应力。回火后组织M回+碳化物+A残余（少量），HRC63—66。 3、用途： 切削速度较高的刀具（车刀、铣刀、钻头），形状复杂、载荷较大的成形刀具（齿轮铣刀、拉刀），冷挤压模和耐磨零件。 4、常用牌号表5-7 二、合金模具钢： 用于制作模具的钢称为模具钢 1、冷作模具钢： （1）性能：高硬度（HRC58～62），高耐磨性，足够强度和冲出韧性。 （2）用途： 冷作模具钢用于制造使金属在冷状态下变形的模具，如冲裁模、拉丝模、弯曲模、拉深模等。 工作时受力较轻的冷冲模具钢用9Mn2V。 形状复杂、高精度冷模具钢用CrWMn（GCr15）。承受重负荷、截面较大、形状复杂，要求高耐磨性、高淬透性用高碳高铬钢制造，如Cr12MoV。 2、热作模具钢： （1）性能：工作时承受很大冲击力，要求高强度、高韧性，一定的耐磨性。 具有高的耐回火性、抗热疲劳能力、高淬透性、高导热性。 （2）含碳量：0.3～0.6%（中碳钢）。 （3）用途： 锤锻模要求韧性较高、不强调热硬性，用5CrMnMo、5CrNiMo。 压铸模、热挤压模要求热强度、热硬性高，用3Cr2W8V、4Cr5MoVSi。 （4）最终热处理：调质或淬火+中温回火，保证韧性和强度。 三、合金量具钢： 1、化学成分：C0.9～1.5%，加入Cr、W、Mn。 2、最终热处理：淬火+低