常用可做刀具钢.doc

几种常用可做刀具钢
一、各种金属元素在合金中的作用：
1）碳（C）：
钢中含碳量增加，硬度、屈服点和抗拉强度升高，但延展性、磁性、可锻性、电导性、塑性（塑性应变比R）和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2）铬（Cr）：
在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。
3）钼(Mo)：
钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变)。结构钢中加入钼，能提高机械性能。还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。钼在工具钢中可提高红性。不锈钢中钼增加的抗腐性，降低低Ni、Cr钢产生回火脆性的趋势，提高Ni-Cr-Mn钢的强度及延展性，改善Cr钢的切削性及力学性能，促进Ni-Mn钢表面硬化。
4）钒(V)：
钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。
5）钨(W)：
钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。
6）钴(Co)：钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合金中，如热强钢和磁性材料。
7）铝(Al)：
铝是钢中常用的脱氧剂。铝使氧和氮固定在Al2O3和AlN中，消除钢的时效硬化。钢中加入少量的铝，可细化晶粒并形成薄饼状晶粒，形成{111}织构，从而提高冲击韧性，如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。Al＜0.02%时，不能消除钢中游离态的N；Al＞0.065%时又会在钢中起到合金化的作用，使屈服强度升高；理想含量是0.04~0.05%，0.025~0.07%也可。
二、化学成分、性能：

1）Cr12
执行标准
牌号
化学成分(%)

C
Si
Mn
Cr
W
V
Mo
Nb
Co
P
S
Ni
Cu

≤
GB/T1299
Cr12
2.00～2.30
≤0.40
≤0.40
11.50～13.00

≤1.00
0.030
0.030
0.25
0.30

2）45#
执行标准
牌号
化学成分（%）

C
Si
Mn
P
S
Cr
Ni
Cu
GB/T699
45
0.42～0.50
0.17～0.37
0.50～0.80
0.035
0.035
0.25
0.3
0.25

3）钨系工具钢牌号及化学成分：
执行标准
牌号
化学成分（%）

C
Si
Mn
P
S
Ni
Cu
Cr
0.2
V
W
Co
≤
GB/T9943
W18Cr4V
0.70～0.80
0.20～0.40
0.10～0.40
0.030
0.030
0.03
0.25
3.80～4.40
<0.30
1.00～1.40
17.50～19.00

GB/T9943
W18Cr4VCo5
0.70～0.80
0.20～0.40
0.10～0.40
0.030
0.030
0.03
0.25
3.75～4.50
0.40～1.00
0.80～1.20
17.50～19.00
4.25～5.75
GB/T9943
W18Cr4V2Co8
0.75～0.85
0.20～0.40
0.20～0.40
0.030
0.030
0.03
0.25
3.75～5.00
0.50～1.25
1.80～2.40
17.50～19.00
7.00～9.50
GB/T9943
W12Cr4V5Co5
1.50～1.60
0.15～0.40
0.15～0.40
0.030
0.030
0.03
0.20
3.75～5.00
<1.00
4.50～5.25
11.75～13.00
4.75～5.25

4）钼系高速工具钢牌号及化学成分：
执行标准
牌号
化学成分（%）
C
Si
Mn
P
S
Ni
Cu
Cr
Mo
V
W
Co、Al

GB/T9943
W6Mo5Cr4V2
0.80～0.90
0.20～0.45
0.15～0.40
0.030
0.030
0.3
0.20
3.80～4.40
4.50～5.50
1.75～2.20
5.50～6.75

GB/T9943
CW6Mo5Cr4V2
0.95～1.05
0.20～0.45
0.15～0.40
0.030
0.030
0.3
0.25
3.80～4.40
4.50～5.50
1.75～2.20
5.50～6.75

GB/T9943
W6Mo5Cr4V3
1.00～1.10
0.20～0.45
0.15～0.40
0.030
0.030
0.3
0.20
3.75～4.50
4.50～6.50
2.25～2.75
5.00～6.75

GB/T9943
CW6Mo5Cr4V3
1.15～1.25
0.20～0.40
0.15～0.40
0.030
0.030
0.3
0.20
3.75～4.50
4.50～6.50
2.75～3.25
5.00～6.75

GB/T9943
W2Mo9Cr4V2
0.97～1.05
0.20～0.55
0.15～0.40
0.030
0.030
0.3
0.20
3.50～4.00
8.20～9.20
1.75～2.25
1.40～2.10

GB/T9943
W6Mo5Cr4V2Co5
0.80～0.90
0.20～0.45
0.15～0.40
0.030
0.030
0.3
0.20
3.75～4.50
4.50～5.50
1.75～2.25
5.50～6.50
4.50～5.50
GB/T9943
W7Mo4Cr4V2Co5
1.05～1.15
0.15～0.30
0.15～0.40
0.030
0.030
0.3
0.20
3.75～4.50
3.25～4.75
1.75～2.25
6.25～7.00
4.75～5.75
GB/T9943
W2Mo9Cr4VCo8
1.05～1.15
0.15～0.65
0.15～0.40
0.030
0.030
0.3
0.20
3.45～4.25
9.00～10.00
0.95～1.35
1.15～1.85
7.75～8.75
GB/T9943
W6Mo3Cr4V
0.77～0.87
0.20～0.40
0.15～0.40
0.030
0.030
0.3
0.20
3.80～4.40
2.70～3.30
1.30～1.70
8.50～9.50
4.50～5.50
GB/T9943
W6Mp5Cr4V2Al
1.05～1.20
0.20～0.60
0.15～0.40
0.030
0.030
0.3
0.20
3.80～4.40
4.50～5.50
1.75～2.20
5.50～6.75
0.80～1.20

三、用途及热处理后硬度
1）45#
中碳优质高强度结构钢，淬透性低，一般正火态使用；只有要求高的零件才进行调质处理，冷塑性一般；退火，正火的比调质的切削性好，适于氢焊和氩弧焊，不适于气焊。 该材料主要用于制造蒸汽透平机、压缩机、泵的运动零件；还可代替渗碳钢制齿轮、轴、活塞销等零件；并可用作铸件。
硬度：表面可以获得很高的硬度（HRC58－62），芯部硬度低，耐冲击
2）Cr12
应用广泛的冷作模具钢，具有高强度、较好的淬透性和良好的耐磨性，但冲击韧性差。主要用作承受冲击负荷较小，要求高耐磨的冷冲模及冲头、冷切剪刀、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉延模和螺纹滚模等
硬度 ：退火,269～217HB,压痕直径3.7～4.1mm;淬火,≥60HRC
3）Cr12MoV
冷作模具钢，钢的淬透性、淬火回火的硬度、耐磨性、强度均比Cr12高。用于制造截面较大、形状复杂、工作条件繁重下的各种冷冲模具和工具，如冲孔凹模、切边模、滚边模、钢板深拉伸模、圆锯、标准工具和量规、螺纹滚模等。
硬度 ：退火,255～207HB,压痕直径3.8～4.2mm;淬火,≥58HRC
4）W6Mo5Cr4V2
钨钼系通用型高速钢的代表钢号，韧性、耐磨性优于 W18Cr4V，硬度、红硬性及高温硬度相当。可用于制造各种承受冲击力较大的刀具、一般刀具大型及热塑成形刀具，也可作高负荷下的磨损的零件、冷作模具等。
硬度:(其他加工方法)≤262HB; (退火)≤255HB。试样热处理制度及淬回火硬度:≥63HRC(箱式炉)、≥64HRC(盐浴炉)