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工具钢是主要用于制造切削工具、模具、量具和其他耐磨工具的钢。

工具钢 - 工具钢

　主要用于制造切削工具、模具、量具和其他耐磨工具的钢。工具钢种类分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢三类。

工具钢

　　　碳素工具钢 基本上是优质或高级优质高碳钢，简称碳工钢。其冷、热加工性能好,最高淬火硬度能达HRC66～67，但通常回火硬度为HRC60～64，耐磨性好,价格低廉，用途广泛，数量约占整个工具钢的一半。主要缺点是：①淬透性低，水淬时也只能淬透截面厚度不大于8mm的小工具；②耐热性差，在250℃,硬度急剧下降,所以一般限在 200℃以下使用。碳工钢的含碳量自0.65～1.35％(牌号为T7～T13)，属亚共析钢和共析钢(T7,T8)，用于制造形状简单的刀具和木工刀具。过共析钢用量最大，尤其是T10、T11适于制造对耐磨性要求较高的工具和冷冲模、拉丝模、切边模、丝锥以及形状简单的低精度量具。含碳更高的工具钢牌号，虽然耐磨性高,但韧性低,不耐冲击，只适于制造锉刀、丝锥、刻刀、剪刀等手工工具。

　　碳工钢在热加工后具有片状珠光体组织，硬度较高，难以切削加工，且淬火易形成粗大马氏体，必须进行球化退火，一般在740～770℃加热，600～680℃等温处理。退火后硬度为HB157～197。含碳量高、大尺寸的碳工钢材，常在球化退火前进行正火，以消除网状碳化物。碳工钢的淬火加热温度一般为770～820℃,通常用盐水-油双液淬火以加速冷却,冷至100℃左右要迅速取出立即回火，以防止开裂和减少淬火变形。对形状复杂的薄小工件,可用120～160℃碱浴分级淬火,回火多在140～220℃范围内进行。

　　合金工具钢在碳工钢中加入Cr、W、Mo、V、Si、Mn、Ni、Co等合金元素，提高强度、硬度、耐磨性和耐热性，以适应不同用途的需要。按用途可分：

工具钢的特性

　（1）硬度

　　工具钢制成工具经热处理后具有足够高的硬度，如用于金属切削加工的工具一般在HRC60以上。工具在高的切削速度和加工硬材料所产生高温的受热条件下，仍能保持高的硬度和良好的红硬性。碳素工具钢和合金工具钢一般在180℃~250℃、高速工具钢在600℃左右的工作温度下，仍能保持较高的硬度。红硬性对热变形模具和高速切削刀具用钢是非常重要的性能。

（2）耐磨性

　　工具钢具有良好的耐磨性，即抵抗磨损的能力。工具在承受相当大的压力和摩擦力的条件下，仍能保持其形状和尺寸不变。

（3）强度和韧性

　　工具钢具有一定的强度和韧性，使工具在工作中能够承受负荷、冲击、震动和弯曲等复杂的应力，以保证工具的正常使用。

（4）其他性能

　　由于各种工具的工作条件不同，工具用钢还具有一些其他性能，如模具用钢还应具有一定的高温力学性能、热疲劳性、导热性和耐磨腐蚀性能等。编辑本段工艺性能　　工具钢除了具有上述使用性能外，还应具有良好的工艺性能。

（1）加工性

　　工具钢应具有良好的热压力加工性能和机械加工性能，才能保证工具的制造和使用。钢的加工性取决于化学成分、组织的质量。

（2）淬火温度范围

　　工具钢的淬火温度应足够宽，以减少过热的可能性。

（3）淬硬性和淬透性

　　淬硬性是钢在淬火后所能达到最高硬度的性能。淬硬性主要与钢的化学成分特别是碳含量有关，碳含量越高，则钢的淬硬性越高。　　淬透性表示钢在淬火后从表面到内部的硬度分布状况。淬透性的高低与钢的化学成分、纯洁度、晶粒度有关。　　根据用于制造不同的工具，对这两种性能各有一定的要求。

（4）脱碳敏感性

　　工具表面发生脱碳，将使表面层硬度降低，因此要求工具钢的脱碳敏感性低。在相同的加条件下，钢的脱碳敏感性取决于其化学成分。

（5）热处理变形性

　　工具在热处理时，要求其尺寸和外形稳定。

（6）耐削性

　　对很制造刀具和量具用钢。要求具有良好的磨削性。钢的磨削性与其化学成分有关，特别是钒含量，如果钒质量分数不小于0.50%则磨削性变坏。

高速工具钢和合金工具钢工艺及参数上的区别

高速工具钢也是一种合金工具钢，其中含有C,Mn,Si,Cr,V,W,Mo,Co.而它能用来做高速旋转切割工具，能耐磨，耐高温，就是其中Cr,V,W,Mo得比例比较大（你也是同行，这里就不细讲了），以 W12Cr4V5Co5为例，Cr->3.75%-5%,V->4.5%-5.25%,W->11.75%-13%.其中Cr和V得比例不得低于3%。P和S得含量不得大于0.030%。　　合金工具钢的加工方法主要是压力加工钢和切削工具钢。合金工具钢种类和多，有冷作，热作，无磁，塑料模具钢等等，同时Cr和V得比例不能过低。冷作模具工具钢的选择　　冷作模具工具钢的选择，在实际用途中工具钢是根据模具主要失效机理进行选择的。选择工具钢仅仅拥有钢材性能方面的知识是远远不够的，还必须考虑生产零件的数量，被加工材料的类型，厚度及其硬度等因素。选择工具钢的一种基本方法是先把除磨损外的其他失效机理全部排除，然后选择具备最适合耐磨损性的工具钢，以满足产品生产量的要求。

工具钢的生产工具钢对冶金质量要求较高，一般多用电炉熔炼，纯净度要求更高时可采用电炉冶炼加真空冶炼或电渣重熔。为减少偏析，提高等向性能，钢锭可进行高温扩散退火。热加工时，过共析钢的停锻(轧)温度要低（约800℃）。锻轧成材后应快冷至700℃，以免析出粗大网状碳化物，在700℃以下进行缓冷,以防热应力造成裂纹。对模具钢，压缩比控制在6以上,以保证模具的质量和寿命。对莱氏体型的高碳高铬钢，为了改善共晶碳化物分布的均匀性,加大热加工中的压缩比,能收到很好的效果。大尺寸的钢材最好选用电渣重熔的大钢锭（直径350mm以上），通过较大压缩比,可以获得较高的质量。