碳素刃具鋼

　　刃具鋼是指用來制造各種切削加工工具(車刀、銑刀、刨刀、鉆頭、絲錐、板牙等)的鋼種。

　　工作條件

　　刃具切削時受工件的壓力，刃部與鐵屑之間發(fā)生強烈的摩擦，產(chǎn)生大量的熱，刃部溫度高達500~600度，此外，還要承受一定的沖擊和震動。

　　特征

　　刃具在切削過程中，刀刃與工件表面金屬相互作用使切屑產(chǎn)生變形與斷裂并從整體上剝離下來。故刀刃本身承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪切應(yīng)力和沖擊、振動負荷，同時還要受到工件和切屑的強烈摩擦作用，產(chǎn)生大量熱，使刃具切削速度愈快、吃刀量愈大則刀刃局部升溫愈高。刃具的失效形式有卷刃、崩刃和折斷等，但最普遍的失效形式是磨損。其性能要求為高的硬度和耐磨性(刀具必須具有比被加工工件更高的硬度，一般切削金屬用的刀具，其刃口部分硬度主要取決于鋼中的碳含量，因此，刃具鋼的碳含量都較高。耐磨性與鋼的硬度有關(guān)，也與鋼的組織有關(guān)。硬度愈高，耐磨性愈好。在淬火回火狀態(tài)及硬度基本相同的情況下，碳化物的硬度、數(shù)量、顆粒大小和分布等對耐磨性有很大影響。)，高的紅硬性(對切削刀具，不僅要求在室溫下有高硬度，而且在溫度較高的情況下也能保持高硬度。紅硬性的高低與回火穩(wěn)定性和碳化物彌散沉淀等有關(guān)，鋼中加入W、V、Nb等元素可顯著提高鋼的紅硬性。)，此外還要求具有一定的強度、韌性和塑性，防止刃具由于沖擊、振動負荷作用而發(fā)生崩刃或折斷

　　碳素刃具鋼

　　常用的碳素刃具鋼有T7A、T8A、T10A、T12A等，其碳含量通常在wc0.65%-1.3%范圍內(nèi)。因其生產(chǎn)成本低，冷、熱加工工藝性能好，熱處理工藝(淬火+低溫回火)簡單，熱處理后有相當高的硬度(58-64HRC)，切削熱不大(<200℃)時具有較好的耐磨性。因此在生產(chǎn)上獲得廣泛應(yīng)用。對于側(cè)重于要求韌性的工具如鏨子、鑿子、沖子等多采用T7、T8(A)鋼;側(cè)重要求硬度和耐磨性的工具如銼刀、刨刀多采用T12(A)、T13(A)鋼;要求較高硬度和一定韌性的工具如小鉆頭、絲錐、低速車刀等多采用T9～T11(A)鋼等。碳素刃具鋼的缺點是淬透性低、回火穩(wěn)定性小，紅硬性差。因此，碳素刃具鋼只能用于制造手用工具、低速及小走刀量的機用刀具。碳素刃具鋼淬火時需用水冷，形狀復雜的工具易于淬火變形，開裂危險性大等。當對刃具性能要求較高時，就必須采用合金刃具鋼。

　　低合金刃具鋼

　　為克服碳素刃具鋼的缺點，在此基礎(chǔ)上加入適量的合金元素(w(Me)<5%)Cr、Mn、Si、W、V等，形成的合金工具鋼即稱為低合金刃具鋼。該鋼種具有以下特點：

　　第一：化學成分特點

　　1.高碳量(w(C)=0.75%～1.5%)。形成適量碳化物，同時保證鋼淬火回火后獲得高硬度和高耐磨性。

　　2.合金化原則。Cr、W、Mo、V等較強碳化物形成元素在鋼中形成合金滲碳體和特殊碳化物，用以提高鋼的硬度和耐磨性，并可細化晶粒，提高強度;合金元素Cr、Mn、Si等則主要是提高鋼的淬透性，強化鐵素體。

　　第二：熱變形加工及熱處理特點

　　1.鍛造或軋制。應(yīng)反復進行鍛造或軋制，以破碎碳化物網(wǎng)，并使碳化物細小、均勻分布于基體之中。

　　2.預(yù)先熱處理。球化退火，所得組織為粒狀珠光體。其典型的工藝曲線如圖6-1所示。

　　3.最終熱處理。淬火加低溫回火，典型的工藝曲線如圖6-2所示。其熱處理后顯微組織為粒狀(碳化物+回火馬氏體+殘余奧氏體)。低合金刃具鋼的熱處理過程基本與碳素刃具鋼相同，所不同的是低合金刃具鋼大部分采用油淬，工件淬火變形小，淬裂傾向低。

　　常用的低合金刃具鋼為9SiCr，該鋼淬透性很高，Φ40～50mm的工具可在油中淬透，淬、回火后的硬度在60HRC以上。和碳素刃具鋼相比，在相同的回火硬度下，9SiCr的回火溫度可提高100℃以上，故切削壽命提高10%-30%。此外，9SiCr鋼的滲碳體分布較均勻，可用于制造板牙、絲錐、搓絲板等精度及耐磨性要求較高的薄刃刀具。但該鋼脫碳傾向較大，退火硬度較高，切削加工性差。

　　9SiCr鋼圓板牙淬火回火工藝：CrWMn鋼是一種微變形鋼，具有高淬透性、高硬度和高耐磨性。由于該鋼殘余奧氏體較多，可抵消馬氏體相變所引起的體積膨脹，故淬火變形小，因此該鋼適于制造截面較大、要求耐磨和淬火變形小的刃具，如板牙、拉刀、長絲錐、長鉸刀等。一些精密量具(如游標卡尺、塊規(guī)等)和形狀復雜的冷作模具也常使用該鋼種。低合金刃具鋼紅硬性雖比碳素刃具鋼有所提高，但其工作溫度不能超過250～300℃，否則硬度下降，使刃具喪失切削能力，它只能用于制造低速切削且耐磨性要求較高的刨刀、銑刀、板牙、絲錐、鉆頭等刃具

　　制作

　　刃具鋼在淬火前還是用刃具鋼來切削的，在切削前的時候會有一個球化退火的熱處理，這個時候鋼的硬度是很低的，是可以被普通的刀具切削的。淬火后硬度就高了，就是使用磨削的方法了。要是其他的非金屬切削的方法就和普通的鋼材是一樣的了