碳素工具钢:碳工钢的用途和种类

碳素工具钢简称碳工钢,碳素工具钢的用途十分的广泛,下面我们就来分享一下碳素工具钢有哪些和碳素工具钢的主要用途。

碳素工具钢是碳含量在0.7~1.3%的优质高碳钢。按国家标准GB1,298*77产品共有T7〜T13八个钢号,硫含量不大于0.03%,磷含量不大于0.035%»如是高级优质钢则硫含量为0,02%,磷含量为0,03%。

碳工钢的性能,除与冶锻工艺有关外,主要决定于碳含量,它在退火状态下的硬度,随碳含量的增加而升高。当碳含量在0.8%以上时,淬火后过剩碳化物数量增加,耐磨性提高,但韧性下降。

碳工钢淬火后,具有较高的表面硬度(不小于HRC60)和较好的耐磨性,但缺点是淬透性低,淬硬层薄,心部硬度较低,直径大于15奄米的工件,淬火时易产生变形和开裂倾向。抗回火性也差,故热硬性低,工作温度超过250摄氏度时硬度就明显下降,不能满足高速切削刀具和热作模具的性能要求,故只适用于制造尺寸小、形状简单,切削速度不高的工具。但因碳工钢不含合金元素,价格较低,故用途很广。

碳素工具钢的主要用途

(1) 钳工、五金工具。如手工锯条、锉刀、铰刀、丝锥、板牙、凿子、扩孔钻、金属剪切刀、離刻用工具等I

(2) 木工工具。如刨刀、凿子、锯条、锥子、车刀等;

(3) 模具。形状简单的冷作用冲头、.拉丝模、切边模等。

(4) 量具。要求精密度不很高的各种量规、卡规和样板等,此外还用于制造要求商硬度和掰磨零件。T7钢有较好的强度和塑性配合,可用于制造受冲击载荷的工具。

碳素工具钢的特点

碳素工具钢价廉易得,易于锻造成形,切削加工性也比较好。碳素工具钢的主要缺点是淬透性差,需要用水、盐水或碱水淬火,畸变和开裂倾向性大,耐磨性和热强度都很低。因此,碳素工具钢只能用来制造一些小型手工刀具或木工刀具,以及精度要求不高、形状简单、尺寸小、负荷轻的小型冷作模具,如用来制造小冲头、剪刀、冷冲模、冷镦模等。特别需要指出的是,碳素工具钢适于做冷镦模,根据冷镦模的工作条件,模具材料除了应有足够的强度以及模具工作表面和型腔要有足够的硬度和硬化层外,还需要有足够的韧度,故这类模具热处e68a84e799bee5baa6e79fa5e9819331333365663464理后要求内孔有一定的淬硬层而外部不能淬硬,从而可保持有较高的韧度。如果淬硬层过深,会因工作中承受大的冲击而迅速开裂。但对尺寸较大、负荷较重的冷镦模,也会因淬硬层薄和基体太软而压陷。

用作冷作模具的碳素工具钢主要有T7A、T10A、T11A等,其中,又以T10A钢应用最为普遍。冷作模具较少采用T8钢,主要有两方面原因:一是T8钢淬火加热过热敏感性大,甚至在加热温度比较低(780~790℃)的条件下,T8钢的晶粒也容易长大,韧度较差;二是T8钢淬火后组织中没有过剩的碳化物,因而耐磨性差。而过共析钢T10A、T11A在加热时能获得比较细的晶粒,淬火过热敏感性小,经适当热处理后可获得较高的强度和一定的韧度。另外,T10A、T11A钢在淬火后组织中还保留一些剩碳化物,可提高模具的耐磨性,这是T10A钢应用比较普遍的原因。

碳含量超过1.1%的过共析钢T12A,过剩碳化物较多,并且颗粒较粗大,碳化物在组织中的分布也不均匀,容易形成网状或断续网状,使钢的力学性能变坏。但是,对于韧度要求不高,只要求高硬度和耐磨性的切边模和剪刀,T12A钢还是可以采用的。亚共析钢T7、T7A的耐磨性不及T10A,但T7、T7A钢有较好的韧度,所以,在制作韧度要求较高的模具时,可采用T7或T7A。

碳素工具钢如用水(或盐水、碱水)淬火会引起较大的畸变。碱浴分级淬火是解决其冷作模具淬火畸变的有效措施,又可基本上消除开裂现象。采用160~180℃碱浴分级淬火特别适合于不需要磨刃的成形模具,或只需要表面硬度,中心有一定强度、高韧度的塑料压模、冷镦模等,或小型的刃口模具(如冲头、落料模等)。

当要求有较深的淬硬层时,为了弥补其淬透性不足的弱点,一般将淬火温度提高20~40℃,适当增加保温时间。另一种办法是先在150~170℃碱浴中分级淬火,再在200~220℃硝盐中等温停留一段时间或先选用盐水冷却一段时间再放入硝盐中等温,其目的都是为了增加淬硬层深度。

关键词: 碳素工具钢