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碳素工具鋼 用途   用于制作刃具、模具和量具的碳素鋼。與合金工具鋼相比,其加工性良好,價(jià)格低廉,使用范圍廣泛,所以它在工具生產(chǎn)中用量較大。碳素工具鋼分為碳素刃具鋼、碳素模具鋼和碳素量具鋼。碳素刃具鋼指用于制作切削工具的碳素工具鋼,碳素模具鋼指用于制作冷、熱加工模具的碳素工具鋼,碳素量具鋼指用于制作測(cè)量工具的碳素工具鋼。 碳素工具鋼 此類鋼一般以退火狀態(tài)交貨,根據(jù)需方要求也可以不退火狀態(tài)交貨。退火鋼材的硬度、斷口組織、網(wǎng)狀碳化物、珠光體組織、試樣淬火硬度、淬透性深度和鋼材表面脫碳層深度應(yīng)符合中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB1298規(guī)定。此類鋼中存在網(wǎng)狀碳化物和層片狀珠光體時(shí),容易產(chǎn)生淬火變形、開裂和硬度不均勻,并降低刃具耐磨性,容易引起刃具崩刃,降低刃具壽命。為了防止網(wǎng)狀碳化物的產(chǎn)生,鋼材要反復(fù)鍛造,鍛后要快速冷卻。通過球化退火可使層片狀珠光體中的滲碳體球化。此類鋼淬火加熱一般用鹽浴爐,它可防止或減輕工具表層脫碳。在淬火冷卻時(shí)要注意防止變形和開裂,為此一般采用分級(jí)淬火或等溫淬火,有的采用高頻淬火。淬火后應(yīng)及時(shí)回火,以防停放時(shí)發(fā)生變形或開裂。 品性   碳素工具鋼生產(chǎn)成本較低,原材料來源方便;易于冷、熱加工,在熱處理后可獲得相當(dāng)高的硬度;在工作受熱不高的情況下,耐磨性也較好,因而得到廣泛應(yīng)用。其中,碳素工具鋼韌度較高,磨削時(shí)可獲得較高的光潔度,適宜制造形狀復(fù)雜、精度較高的工具。但是,這類鋼紅硬性較差,工作溫度超過250℃以后,硬度和耐磨性迅速下降。這類鋼淬透性低,工具斷面尺寸大于15mm時(shí),水淬后只有表面層得到高的硬度,故不能做大尺寸的工具。這類鋼淬火溫度范圍窄,易過熱,淬火時(shí)畸變、開裂傾向性大,且易產(chǎn)生軟點(diǎn)。 碳素工具鋼 與合金工具鋼相比,此類鋼淬透性低,在水中淬透直徑為15mm,而在油中淬透直徑僅為5mm。另外,此類鋼的熱硬性低,工作溫度高于250℃時(shí)鋼的硬度和耐磨性急劇下降,從而鋼的切削能力降低,所以此類鋼只適于制作尺寸小、形狀簡(jiǎn)單、切削速度低、進(jìn)刀量小、工作溫度不高的工具。   此類鋼的碳含量范圍為0.65%~1.35%。在中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB1298—77中共有8個(gè)牌號(hào)碳素工具鋼。其中碳含量較低的T7鋼具有良好的韌性,但耐磨性不高,適于制作切削軟材料的刃具和承受沖擊負(fù)荷的工具,如木工工具、鐮刀、鑿子、睡子等。T8鋼具有較好的韌性和較高的硬度,適于制作沖頭、剪刀,也可制作木工工具。錳含量較高的T8Mn鋼淬透性較好,適于制作斷口較大的木工工具、煤礦用鑿、石工鑿和要求變形小的手鋸條、橫紋銼刀。T10鋼耐磨性較好,應(yīng)用范圍較廣,適于制作切削條件較差、耐磨性要求較高的金屬切削工具,以及冷沖模具和測(cè)量工具,如車刀、刨刀、銑刀、搓絲板、拉絲模、刻紋鑿子、卡尺和塞規(guī)等。T12鋼硬度高、耐磨性好,但是韌性低,可以用于制作不受沖擊的,要求硬度高、耐磨性好的切削工具和測(cè)量工具,如刮刀、鉆頭、鉸刀、擴(kuò)孔鉆、絲錐、板牙和千分尺等。T13鋼是碳素工具鋼中碳含量較高的鋼種,其硬度極高,但韌性低,不能承受沖擊載荷,只適于制作切削高硬度材料的刃具和加工堅(jiān)硬巖石的工具,如銼刀、刻刀、拉絲模具、雕刻工具等 特點(diǎn)   碳素工具鋼價(jià)廉易得,易于鍛造成形,切削加工性也比較好。碳素工具鋼的主要缺點(diǎn)是淬透性差,需要用水、鹽水或堿水淬火,畸變和開裂傾向性大,耐磨性和熱強(qiáng)度都很低。因此,碳素工具鋼只能用來制造一些小型手工刀具或木工刀具,以及精度要求不高、形狀簡(jiǎn)單、尺寸小、負(fù)荷輕的小型冷作模具,如用來制造小沖頭、剪刀、冷沖模、冷鐓模等。特別需要指出的是,碳素工具鋼適于做冷鐓模,根據(jù)冷鐓模的工作條件,模具材料除了應(yīng)有足夠的強(qiáng)度以及模具工作表面和型腔要有足夠的硬度和硬化層外,還需要有足夠的韌度,故這類模具熱處理后要求內(nèi)孔有一定的淬硬層而外部不能淬硬,從而可保持有較高的韌度。如果淬硬層過深,會(huì)因工作中承受大的沖擊而迅速開裂。但對(duì)尺寸較大、負(fù)荷較重的冷鐓模,也會(huì)因淬硬層薄和基體太軟而壓陷。   用作冷作模具的碳素工具鋼主要有T7A、T10A、T11A等,其中,又以T10A鋼應(yīng)用為普遍。冷作模具較少采用T8鋼,主要有兩方面原因:一是T8鋼淬火加熱過熱敏感性大,甚至在加熱溫度比較低(780~790℃)的條件下,T8鋼的晶粒也容易長(zhǎng)大,韌度較差;二是T8鋼淬火后組織中沒有過剩的碳化物,因而耐磨性差。而過共析鋼T10A、T11A在加熱時(shí)能獲得比較細(xì)的晶粒,淬火過熱敏感性小,經(jīng)適當(dāng)熱處理后可獲得較高的強(qiáng)度和一定的韌度。另外,T10A、T11A鋼在淬火后組織中還保留一些剩碳化物,可提高模具的耐磨性,這是T10A鋼應(yīng)用比較普遍的原因。   碳含量超過1.1%的過共析鋼T12A,過剩碳化物較多,并且顆粒較粗大,碳化物在組織中的分布也不均勻,容易形成網(wǎng)狀或斷續(xù)網(wǎng)狀,使鋼的力學(xué)
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