中职高一高教版《机械基础》4.1.3合金工具钢课件

合金工具钢 定义：合金工具钢是在碳素工具钢的基础上，为改善性能，再加入适量的合金元素的钢。是用来制造刀具、模具和量具的钢。 基本性能：比碳素工具钢具有更高硬度、耐磨性、更好的淬透性、红硬性和回火稳定性等。 用途：可以制造截面大、形状复杂、性能要求高的工具。 分类：按用途可分为刃具钢、模具钢和量具钢。 （1）合金工具钢的牌号 一位数字（表示平均含碳质量分数的千分数）+元素符号（表示钢中含有主要合金元素）+数字（表示合金元素含量，表示方法与合金结构钢相同）。如9SiCr表示其中平均含碳质量分数为0.9%，Si、Cr的质量分数都小于1.5%的合金工具钢 合 金 钢 工 具 钢 1.刃具钢 切削刃具的工作条件及对性能的要求： 车刀工作时主要承受压应力和弯曲应力，且受到很大的机械磨损。同时机床的振动，要求刀具具有一定的耐冲击性能。 连续低速切削时，要求车刀有高的硬度、耐磨性和适当的弯曲强度，防止刀具刃部钝化。 连续高速切削时，车刀与工件接触，刃部温度会迅速升高，要求车刀有较高的热硬性或称红硬性。 钻头是长杆装刃具，刃具长而薄，在对致密的金属中进行切削时，承受很高的轴向压应力、扭转应力和径向的弯曲应力，因此要求其材料要有足够的弯曲强度和韧性。同时深孔中散热不易，因此要求高的耐磨性和热硬性。 合 金 钢 工 具 钢 合 金 钢 工 具 钢 刃具钢的基本性能要求： 鉴于刃具的特殊工作条件，因此对于刃具钢的基本性能要求为： 高的切断能力即足够的硬度； 高的耐磨性； 高的弯曲强度和足够的韧性； 高的热稳定性； 刃具材料种类： 碳素工具钢、低合金工具钢、高速钢、硬质合金 合 金 钢 工 具 钢 1.碳素工具钢 由于碳素结构钢要求高硬度和高耐磨性，故工具钢含碳质量分数都在0.7%以上，且都是优质钢和高级优质钢。 牌号：以汉语拼音字母“T”后面加阿拉伯数字表示，其数字表示钢中平均含碳质量分数的千分之几。 例如T8表示含碳质量分数为0.80%的碳素工具钢。若为高级优质碳素工具钢，则在牌号后面标以字母A，如T12A表示平均含碳质量分数为1.20%的高级优质碳素工具钢 。 随着碳含量的增加，钢的硬度与耐磨性提高而韧性逐渐降低。 用途：低速切削的刃具和简单的冷冲模。 （热硬性较差） 碳素工具钢 2.低合金刃具钢 定义：低合金刃具钢是在碳素钢的基础上加入少量合金元素（一般为3%～5%）形成的钢。 基本性能：硬度、耐磨性、强度和淬透性都比碳素工具钢好。 用途：主要适宜于制造形状复杂、尺寸较大、切削用量较大的刀具，如车刀、刨刀、钻头、铰刀等。 合 金 钢 工 具 钢 3.高速钢 定义：高速钢是一种热硬性(红硬性)、耐磨性较高的高合金工具钢。 基本性能：红硬性高达650℃，有高的强度、硬度、耐磨性和淬透性。 用途：主要适宜于制造切削速度较高的刃具（如车刀、钻头等）和形状复杂、负载较重的成形刀具（如铣刀、拉刀等）。此外高速钢还可用于制造冷冲模、冷挤压模以及某些耐磨零件。 常用的高速钢有钨系高速钢，如W18Cr4V；钼系高速钢，如W6Mo5Cr4V2等。 切削速度可比碳素工具钢和低合金工具钢提高1-3倍,耐用性却大大增强. 合 金 钢 工 具 钢 2.模具钢 定义：主要用来制造各种模具的钢称为模具钢。 分类:冷作模具钢和热作模具钢 ①冷变形模具钢(高碳钢) 用于制造冷态金属成形的钢称为冷变形模具钢。如冷冲模、冷压模等。 工作条件分析:承受很大的压力/强烈的摩擦/一定的冲击 冷变形模具钢的性能特点是高的硬度和高耐磨性，具有足够的强度、韧性和疲劳强度。 常用的冷变形模具钢有9SiCr、Cr12和Cr12MoV等。 高碳高铬:高碳为高的强度,高铬提高其淬硬性. 合 金 钢 工 具 钢 合 金 钢 工 具 钢 ②热作模具钢 用于制造使金属在高温下成形的模具。如热锻模、压铸模等。 性能特点是在高温下能保持足够的强度、韧性和耐磨性，以及较高的抗热疲劳性和导热性。 目前常采用5CrMnMo和5CrNiMo制作热锻模，采用了3Cr2W8制作热挤压模等。 高温条件下工作,良好的热疲劳性和高温下的良好力学性能(热硬性等) 合 金 钢 工 具 钢 3.量具钢 定义：合金量具钢是用于制造测量工具（如游标卡尺、千分尺、塞规、量规等）的钢。 主要性能：高硬度、高耐磨性、高的尺寸稳定性和足够的韧性。 一般采用微变形钢制造精度要求较高的量具，如CrWMn、CrMn、GCr15等。一般的量具。可以用碳素工具钢、合金工具钢和滚珠轴承钢来制造。 根据量具的精度要求对量具材料进行合理选择. 合 金 钢 工 具 钢 特殊性能钢 定义：特殊性能钢是指具有特殊物理、化学性能的钢 主要种类:不锈耐酸钢、耐热钢、耐磨钢