8Cr3 具有较好的淬透性,一定的室温和高温强常用于冲击振动较小的、工作温度低于茺,形成细小的碳化物且均匀分布,耐磨500℃的耐磨损的模具,如热冲裁模、热切性能较好 边模、热顶锻模、成形冲模、热弯曲模等 具有较高的高温力学性能,耐热疲劳性能用于制作锤锻模、压力机锻模、校正模、好,可代替5CrNiMo使用 热弯曲模等 具有较高的淬透性和高温硬度,以及优良的韧性,可代替3Cr2W8V使用 用于制作热挤压模、热锻模、热冲模等 4CrMnSiMoV 4Cr3Mo3SiV 4Cr5MoSiV 空冷硬化型热作模具钢,淬透性好,在中常用于制造铝合金压铸模、热挤压模、螺温(≈600℃)条件下具有较好的热强度、栓模、热切边模、锤锻模、压力机锻模、热疲劳性能和一定的耐磨性,选用较低的塑料模具,以及穿孔用工具与芯棒等 淬火温度空淬,热处理变形小 广泛使用的空冷硬化型热作模具钢,与4Cr5MoSiV相比,此钢具有较高的热强度广泛用于热挤压模具与芯棒、模锻锤的锻和硬度,在中温条件下具有良好的韧性、模、高速精锻用模具镶块、锻造压力机模热疲劳性能和一定的耐磨性,并且淬透性具,以及铝合金压铸模等 高,热处理变形小 空冷硬化型热作具钢,在中温下具有较高用于锻压模具、热挤压模具与芯棒、冲头、的硬度和热强度,良好的韧性、耐磨性和零部件成型用高速锤锻模,以及铝、锌等热疲劳性能 轻金属的压铸模等 4Cr5MoSiV1 4Cr5W2VSi 高Mn-V系无磁钢,此钢在各种状态下都用于制造无磁模具、无磁轴承以及其他要能保持稳定的奥氏体,且有非常低的磁导7Mn15Cr2A13V2WMo 求在强磁场中不产生碰感应的结构零件,率,高的硬度、强度,较好的耐磨性,但也用于700-800℃使用的热作模具 切削加工性差 广泛应用的预硬化型塑料模具钢,也称P20,综合力学性能良好,淬透性高,较用于制造大、中型的和精密的塑料模具,大截面的钢材能获得较均匀的硬度,且有也用于低熔点合金(如锡、锌、铝合金)良好的抛光性能;此钢经预硬化后,再经的压铸模 冷加工制造成模具,可直接使用 3Cr2Mo
第三节 高速工具钢
(1)中国GB标准高速工具钢[GB/T9943-1998] a.高速工具钢的钢号与化学成分,见表6-1-14。 b.高速工具钢棒材的交货硬度与热处理,见表6-1-15。 c.高速工具钢的性能特点与用途,见表6-1-16。
表6-1-14 高速工具钢的钢号与化学成分(质量分数)(%)
钢号 C Si① Mn P≤ S≤② Cr Mo V W 其他③
W18Cr4V
? W18Cr4VCo5
?
W18Cr4V2Co8
?
W12Cr4V5Co5
? W6Mo5Cr4V2
?
CW6Mo5Cr4V2
? W6Mo5Cr4V3
?
CW6Mo5Cr4V3
? W2Mo9Cr4V2
?
W6Mo5Cr4V2Co5
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W7Mo4Cr4V2Co5
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W2MoqCr4VCo8
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<④ ? < ?
⑤
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W9Mo3Cr4V
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W6Mo5CrV2Al
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①用电渣炉冶炼的钢种,其硅含量下限不作规定。
②为了改善钢的切削加工性,经需方要求,硫含量可规定为w(S)%%。 ③钢中残余元素含量(质量分数):Ni≤%,Cu≤%。
④钨系高速钢的钼含量允许w(Mo)<%。钢中钨与钼的关系是:当钼含量超过w(Mo)1%可代替w(W)2%,若遇到这种情况,则在该钢号后加“Mo”。 ⑤W6Mo5Cr4V2钢可根据供需双方协议,调整钒含量为w(V)%。
表6-1-15 高速工具钢的交货硬度与淬火硬度
交货硬度 试样热处理制度及淬火回火硬度 钢号 其他退火 加工方法 预热温度 /℃ 淬火温度 /℃ 盐浴炉 箱式炉 淬火剂 /℃ 硬度HRC 回火温度 (不小于) W18Cr4V W18Cr4VCo5 W18Cr4V2Co8 W12Cr4V5Co5 W6Mo5Cr4V2
?
CW6Mo5Cr4V2 W6Mo5Cr4V3 CW6Mo5Cr4V3 W2Mo9Cr4V2
255 269 820-870 1270-1285 1270-1285 269 285 820-870 1270-1290 1280-1300 285 302 820-870 1270-1290 1280-1300 277 293 820-870 1220-1240 1230-1250 255 262 730-840 1210-1230 1210-1230 ?
?
?
?
?
油 油 油 油 油 ? 油 油 油 油 油 油 油 油 ? 油
550-570 540-560 540-560 530-550 540-560
? 540-560 540-560 540-560 540-560 540-560 530-550 530-550 540-560
? 540-560
63 63 63 65 63 64 65 64 64 65 64 66 66 63 64 65
255 269 730-840 1190-1210 1200-1220 255 269 730-840 1190-1210 1200-1220 255 269 730-840 1190-1210 1200-1220 255 269 730-840 1190-1210 1200-1220
W6Mo5Cr4V2Co5 269 285 730-840 1190-1210 1200-1220 W7Mo4Cr4V2Co5 269 285 730-840 1180-1200 1190-1210 W2MoqCr4VCo8 269 285 730-840 1170-1190 1180-1200 W9Mo3Cr4V
?
W6Mo5CrV2Al ①用箱式炉。 ②用盐浴炉。
255 269 820-870 1210-1230 1220-1240 ?
?
?
?
?
269 285 820-870 1230-1240 1230-1240
表6-1-16 高速工具钢的性能特点与用途
钢号 使用性能 用途举例 W18Cr4V 钨系通用性高速钢,具有较高的硬度、热硬性主要用于制作高速切削的车刀、钻头、铣刀、及高温硬度,淬火不易过热,易于磨削加工;铰刀等刀具,还用作板牙、丝锥、扩孔钻、缺点是热塑性低、韧性稍差。该钢种曾经用量拉丝模、锯片等 最大,但20世纪70年代后使用减少 钨系含钴型高速钢,为W18Cr4V的高性能品用于制作高速机床刀具和要求耐热并承受一级,具有较高的热硬性及高温硬度,但韧性较定动载荷的刀具 W18Cr4V有所降低 钨系含钴型高速钢,其热硬性、高温硬度和耐适于制作复杂条件下工作的车刀,铣刀、滚W18Cr4VCo5 W18Cr4V2Co8 磨性比W18Cr4VCo5高,但韧性降低 刀等刀具,供作对较高强度材料的切削加工 W12Cr4V5Co5 钨系高钒含钴高速钢,引自美国的T15,曾称适用制作要求特殊耐磨的切削刀具,如螺纹为“王牌钢”,具有较高的硬度,尤其超高耐梳刀、车刀、铣刀、刮刀、滚刀及成形刀具、磨性,但可麿削性能差,强度与韧性较差,不齿轮刀具等;还可用于冷作模具 宜制作用于高速切削的复杂刀具 用于制作要求耐磨性和韧性配合良好的并承W-Mo系通用型高速钢,是当今各国用量最大受冲击力较大的刀具和一般刀具,如插齿刀、的高速钢钢号(即M2),具有较高的硬度,热锥齿轮刨刀、铣刀、车刀、丝锥、钻头等;硬性及高温硬度,热塑性好,强度和韧性优良;还用作高载荷下需磨性好的工具,如冷作模缺点是钢的过热与脱碳敏感性较大 具等 高碳W-Mo系通用型高速钢,由于碳含量提高,淬火后的表面硬度也提高,而且高温硬度、耐磨性和耐热性都比W6Mo5Cr4V2高,但强度和韧性有所降低 W6Mo5Cr4V2 CW6Mo5Cr4V2 适用作要求切削性能优良的刀具 高碳高钒型高速钢,其耐磨性优于W6Mo5Cr4V2,但可磨削性能也变差,脱碳CW6Mo5Cr4V3 敏感性较大 W6Mo5Cr4V3 用于制作要求特别耐磨的工具和一般刀具,如拉刀、滚刀、螺纹梳刀、车刀、刨刀、丝锥、钻头等。由于钢的磨削性差,制作复杂刀具,需用特殊砂轮加工 W2Mo9Cr4V2 低钨高铝型钢种,相当于美国的M7,具有较主要用于制作螺纹工具,如丝锥、板牙等;高的热硬性和韧性,耐磨性好,但脱碳敏感性还用作钻头、铣刀及各种车削刀具、各种冷较大 冲模具等 W-Mo系一般含钴高速钢,其热硬性、耐磨性用于制作高速切削机床的刀具和要求耐高温W6Mo5Cr4V2Co5 均比W6Mo5Cr4V2高,故切削性能好,但钢并有一定振动载荷的刀具 的韧性和强度较差,脱碳敏感性较大 W-Mo系高碳含钴超硬型钢种,相当于美国的用于制作各种复杂的高精度刀具,如精密拉M42,是一种用量最大的超硬型高速钢号,其刀、成型铣刀、专用车刀、钻头以及各种高W2MoqCr4VCo8 硬度可达66-70HRC,具有高的热硬性和高温硬度刀具,可用于对难加工材料如钛合金、硬度,易磨削加工,但韧性较差 高温合金、超高强度钢等的切削加工 我国研制的新型W-Mo系通用型高速钢,使用性能与W18Cr4V(T1)和W6Mo5Cr4V2(M2)可代替W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2制作各种相当,但综合工艺性能优于T1和M2,钢的工具 合金成本也较低 我国研制的新型W-Mo系无铅超硬型高速钢(简称M2Al或501),具有高的硬度、热硬性及高温硬度,切削性能优良,耐磨性和热塑性较好,其韧性优于含钴高速钢,但可磨削性能稍差,钢的过热和脱碳敏感性较大 用于制作各种拉刀、插齿刀、齿轮滚刀、铣刀、刨刀、镗刀、车刀、钻头等切削刀具。刀具使用寿命长,切削一般材料时,其使用寿命为W18Cr4V的两倍,切削难加工材料时,接近含钴高速钢的使用寿命 W9Mo3Cr4V W6Mo5CrV2Al (2)中国YB标准机器锯条用高速工具钢热轧钢带[YB/T084-1996](表6-1-17) 表6-1-17 机器锯条用高速工具钢热轧钢带