工具鋼(Tool steel),是用以制造切削刀具、量具、模具和耐磨工具的鋼。工具鋼具有較高的硬度和在高溫下能保持高硬度得紅硬性,以及高的耐磨性和適當的韌性。工具鋼一般分為碳素工具鋼、合金工具鋼和高速工具鋼。具有較好的綜合力學性能(如硬度、耐磨性和韌性等),晶粒更細,在加熱時對晶粒長大和形成碳化物網的敏感性小。用于制造在工作時切削刃口不變熱的工具,如鋸、鏨刀、絲錐、銼刀、刮刀、發條、儀規、擴孔鉆、板牙、切煙葉用刀具、尺寸不大和斷面無急劇變化的冷沖模及木工刀具等。由于碳含量高。淬火后仍有較多的過剩碳化物,所以硬度和耐磨性高,但韌性低,且淬火變形大。不適于制造切削速度高和受沖擊負荷的工具。用于制造不受沖擊負荷,切削速度不高,切削刃口不變熱的工具,如車刀、銑刀、鉆頭、鉸刀、擴孔鉆、絲錐、板牙、刮刀、量規、刀片、小型沖頭、鋼銼、鋸、發條、切煙葉用刀具,及斷面尺寸小的冷切邊模和沖口模等。 合金工具鋼的淬硬性、淬透性、耐磨性和韌性均比碳素工具鋼高,按用途大致可分為刃具、模具和量具用鋼3類。其中碳含量高的鋼(碳質量分數大于0080%)多用于制造刃具、量具和冷作模具,這類鋼淬火后的硬度在HRC60以上,且具有足夠的耐磨性;碳含量中等的鋼(碳質量分數0.35%~0.70%)多用于制造熱作模具,這類鋼淬火后的硬度稍低,為HRC50~55,但韌性良好。
9Sicr高碳合金工具鋼,韌性較好,具有較好的回火穩定性,熱處理時變形小。該鋼中碳化物分布均勻,不易析出碳化物網,并易于正火消除,通過正火可以消除網狀以及粗片碳化物組織。但是抗壓強度和耐磨性不足,加工性較差。該鋼的表面殘余含碳量為0.6%-0.7%的脫碳層時,由于碳化物的減少使得表面層的過熱敏感性增大。經正常加熱淬火以后表面硬度仍可以達到60-62HRC,但其抗彎強度卻下降40%-50%。表面層晶粒度達到7級,心部為10級。
該鋼鍛造性能良好,由于易脫碳,需要在中性氣氛或者保護氣氛爐中加熱。施以鍛熱調質處理,可以獲得細密的回火索氏體組織,簡化工藝,省時節電,既有良好的切削加工性能,又有理想的余熱處理組織。
化學成份:
碳 C :0.85~0.95
硅 Si:1.20~1.60
錳 Mn:0.30~0.60
硫 S :≤0.030
磷 P :≤0.030
鉻 Cr:0.95~1.25
鎳 Ni:允許殘余含量≤0.25
銅 Cu:允許殘余含量≤0.3