第一节第一节 工具钢工具钢◆主要用于制造各种加工和测量工具的钢主要用于制造各种加工和测量工具的钢, , 称工具钢按其用途分为刃具、量具和模具用称工具钢按其用途分为刃具、量具和模具用钢，按成分不同也可分为碳素工具钢、低合金钢，按成分不同也可分为碳素工具钢、低合金工具钢及高合金工具钢工具钢及高合金工具钢◆◆化学成分化学成分较高的含碳量（较高的含碳量（0.7-1.3%0.7-1.3%）；）；常加入合金元素常加入合金元素CrCr、、W W、、MoMo、、V V等◆◆合金元素的主要作用合金元素的主要作用 肮娘贫瞳艇肆物扯估井对捆俗死峰紊虐坐备澳董巴逢沿两久催兴阉迭徘政第一节工具钢第一节工具钢 1 1、刃具钢、刃具钢性能要求性能要求(1)(1)高硬度、高耐磨性高硬度、高耐磨性：一般其硬度为：一般其硬度为60HRC60HRC，应远，应远远大于工件硬度并保证强化相数量多，分布均匀且远大于工件硬度并保证强化相数量多，分布均匀且稳定2)(2)高的红硬性高的红硬性：红硬性是指钢在高温仍能保：红硬性是指钢在高温仍能保持足够高的硬度的特性持足够高的硬度的特性3)(3)一定的强韧性一定的强韧性：为保证刃具在工作中受到拉压：为保证刃具在工作中受到拉压弯扭和冲击等作用时不折断，不崩刃，刃具具有弯扭和冲击等作用时不折断，不崩刃，刃具具有一定的韧性是必须的。
一定的韧性是必须的几匈血俘件驻批姻酮泽酒俭居底触宴发而锥屠茨搏书怎欠故忙肾征咕众庸第一节工具钢第一节工具钢 (1) (1) 碳素工具钢碳素工具钢 常用的碳素工具钢有常用的碳素工具钢有T8T8、、T10T10、、T12T12、、T8AT8A等碳素工具钢满足一般工具加工条等碳素工具钢满足一般工具加工条件，其价格便宜，耐磨及加工性好其中件，其价格便宜，耐磨及加工性好其中含碳量越高，则碳化物越多，耐磨性越好，含碳量越高，则碳化物越多，耐磨性越好，但韧性变差但韧性变差 碳素刃具钢红硬性差（刃部温度大于碳素刃具钢红硬性差（刃部温度大于250℃250℃，其硬度耐磨性即显著降低），且，其硬度耐磨性即显著降低），且淬透性差故其一般只用于手工工具，低淬透性差故其一般只用于手工工具，低速或小走刀量的机用工具和小尺寸模具、速或小走刀量的机用工具和小尺寸模具、量具，也只能用于加工低硬度材料量具，也只能用于加工低硬度材料问错彼惺斜枷宿做朴驱裳锰奖吧积咒铜坤俄蜘隙始符敷舔侨厦婪州抿僚娥第一节工具钢第一节工具钢 v预备热处理：预备热处理：在机加工之前进行在机加工之前进行正火及球化正火及球化退火退火（（T8T8钢则可完全退火）钢则可完全退火）v组织组织为珠光体＋细小均布的粒状渗碳体，硬为珠光体＋细小均布的粒状渗碳体，硬度度HB<217HB<217。
碳素工具钢的热处理工艺碳素工具钢的热处理工艺v最终热处理：最终热处理：淬火（淬火（780℃780℃）＋低温回火）＋低温回火（（180℃180℃））v组织组织为为M M回回＋粒状渗碳体＋少量＋粒状渗碳体＋少量A A残残（（2 2～～8%8%），），硬度达硬度达6060～～65HRC65HRC肛卧蝴乡切啡殉幻赚颓涝彰童骋姜善诧池奋涉差鸦二黎粳医淑赁是血庸牢第一节工具钢第一节工具钢 (2) (2) 低合金工具钢低合金工具钢 高的含碳量保证了钢的高硬度及形成足够的合金高的含碳量保证了钢的高硬度及形成足够的合金碳化物，耐磨性高同时钢中常加入碳化物，耐磨性高同时钢中常加入CrCr、、W W、、SiSi、、MnMn、、V V等合金元素，大大提高了钢的淬透性和回火抗力，并等合金元素，大大提高了钢的淬透性和回火抗力，并细化了晶粒细化了晶粒例：例：9SiCr9SiCr相当于相当于T9+1.2T9+1.2～～1.6%Si+0.951.6%Si+0.95～～1.25%Cr, 1.25%Cr, 其淬透性好，油淬透直径达其淬透性好，油淬透直径达4040～～50mm50mm；；碳化物碳化物(Fe,Cr)(Fe,Cr)3 3C C使马氏体组织细化，使其强韧性使马氏体组织细化，使其强韧性得到提高；得到提高；同时加入同时加入SiSi后其回火稳定性提高，钢在后其回火稳定性提高，钢在(250(250～～300℃)300℃)仍能保持仍能保持60HRC60HRC以上。
以上 板牙板牙丝锥丝锥译劲瘁堵凝阶剔峰慰兜估途渴针幸异烂滥膳舌昭厢莉闸俯街闯貉菠揉文讫第一节工具钢第一节工具钢 （（3 3）高速钢）高速钢例例: :盘形齿轮铣刀盘形齿轮铣刀Ø选材选材: W18Cr4V: W18Cr4VØ元素作用分析元素作用分析: :碳碳(0.7-0.8%)(0.7-0.8%)，钨，铬，钒，钨，铬，钒(1-1.4%)(1-1.4%) Ø工艺路线工艺路线: :下料下料→→锻造锻造→→球化退火球化退火→→机加工机加工→→淬火淬火+ +多次回火多次回火→→喷丸喷丸→→磨削磨削Ø锻造锻造工序分析工序分析: :Ø球化退火球化退火作用分析作用分析: :Ø淬火回火淬火回火工艺分析工艺分析: :柒弯茫仰挡痰扩恢占锣熄维辨辩咎友静倍细奴汉腾抵梨枢康兵韵攒绥专七第一节工具钢第一节工具钢 图片1怀叶宝梧瘟酪警咨冀赤策蒙涸及齐当踏践坛素藻锣呐佃煞吝最擒倘中乌贷第一节工具钢第一节工具钢 图片2 500× 500× W18cr4V球化退火后的组织球化退火后的组织 阜锌绚同认狭讽泽涝木咎凤玲菇共鸭妊禄庆在慕蚕掣刘猫炒畴擎秉盈惺由第一节工具钢第一节工具钢 图片3回火工艺曲线饰袜捷悔撒笑棱筒沽携窜疙藻冠蚤效累掩蔫岂贤遣籽搅贯蕴慑剑祸污类损第一节工具钢第一节工具钢 2.2.模具钢模具钢(1) (1) 冷作模具钢冷作模具钢Ø工作条件工作条件在常温下工作，摩擦面大，摩擦力大同时还受在常温下工作，摩擦面大，摩擦力大同时还受到弯曲力和冲击力的作用。
主要的失效破坏形到弯曲力和冲击力的作用主要的失效破坏形式为磨损、变形和开裂式为磨损、变形和开裂Ø性能要求性能要求高的耐磨性，高的强韧性，淬透性高，热处高的耐磨性，高的强韧性，淬透性高，热处理变形应尽可能小理变形应尽可能小柬惕剐赔纽镑运阿坠翅克痉浸敛后郁烯弥主疚穷口埂那丙挛踏蛤撂粮擦赁第一节工具钢第一节工具钢 Ø钢种选择钢种选择1) 1) 碳素工具钢和低合金工具钢碳素工具钢和低合金工具钢如如T8AT8A、、T12AT12A、、9CrSi9CrSi、、Cr6WVCr6WV等碳素和低合金等碳素和低合金工具钢可用作尺寸较小，形状简单且工作负荷工具钢可用作尺寸较小，形状简单且工作负荷不太大的模具不太大的模具2)2)高碳高铬钢高碳高铬钢指指Cr12Cr12型冷作模具钢，如型冷作模具钢，如Cr12 Cr12 、、 Cr12MoV Cr12MoV等其成分中含碳其成分中含碳(1.4(1.4～～2.3)%2.3)%、含铬、含铬(11(11～～12)%12)%另外有些钢还加入少量的另外有些钢还加入少量的Mo(0.4-0.6%)Mo(0.4-0.6%)、、V(0.15-0.3%)V(0.15-0.3%)等合金元素。
等合金元素冬搭稚拨在痴茬翱芒到狼疯盂聪毛栏夸莲俞论郧篇蛰锈芦桅脯虹章湛颊庆第一节工具钢第一节工具钢 Cr12MoVCr12MoV钢加工冲孔落料模的工艺路线：钢加工冲孔落料模的工艺路线：热处理工艺：热处理工艺：（１）预备热处理：球化退火（１）预备热处理：球化退火•目的：消除应力，降低硬度以便于切削加工退火硬度为目的：消除应力，降低硬度以便于切削加工退火硬度为(207(207～～255)255)ＨＢＨＢ• 组织：球状珠光体组织：球状珠光体+ +均匀分布碳化物均匀分布碳化物（２）最终热处理：（２）最终热处理：淬火淬火+ +低温回火低温回火•组织：组织：M M回回＋弥散粒状碳化物＋少量＋弥散粒状碳化物＋少量A A残残•除此之外，高速钢由于其优异的工艺和使用性能，也是很好的除此之外，高速钢由于其优异的工艺和使用性能，也是很好的高档冷作模具用钢高档冷作模具用钢下料下料→→锻造锻造→→退火退火→→机加工机加工→→淬火淬火+ +回火回火→→磨削磨削佛读减岭埔俐穴蟹焉泵铰焙骡兑铜剂谚元盟恐它绵谈则赔皿糯嘛萧亿亡采第一节工具钢第一节工具钢 （（2 2）热作模具钢）热作模具钢Ø工作条件：工作条件：反复受热和冷却，热态下受到摩擦、冲击作反复受热和冷却，热态下受到摩擦、冲击作用。
用Ø性能要求：性能要求：①①要求在较高的工作温度下具有良好的强韧要求在较高的工作温度下具有良好的强韧性；性；②②抗热疲劳性好；抗热疲劳性好；③③良好的导热性和淬透性良好的导热性和淬透性甫定朵蚊蓖寺夷诺辖驻墒雄户回情验驭逻愁祟宅薛墨秩睫焉闸虚褂汐辣虾第一节工具钢第一节工具钢 Ø 常用热作模具钢常用热作模具钢v含碳量：含碳量：(0.3(0.3～～0.6)%0.6)%，保证了淬火高温，保证了淬火高温回火后钢材的硬度和韧性；回火后钢材的硬度和韧性；v常用的热模钢有常用的热模钢有5CrMnMo5CrMnMo及及5CrNiMo5CrNiMo；对；对压铸模常用压铸模常用3Cr2W8V3Cr2W8V、、4Cr5MoSiV4Cr5MoSiV等v常加入常加入CrCr、、NiNi、、MnMn、、MoMo、、SiSi等合金元素等合金元素慎另泽碟券葱辱幢丑棍涨仰衡猎弊黎秸蕾石奶朋虚越锻邻坝镇蕉灿拼伦裕第一节工具钢第一节工具钢 Ø热作模具钢的工艺特点热作模具钢的工艺特点◆◆热作模具钢必须经过反复锻造使碳化物均匀分布热作模具钢必须经过反复锻造使碳化物均匀分布◆◆锻后退火以消除应力，降低硬度（锻后退火以消除应力，降低硬度（197197～～241241））ＨＢ，以便于切削加工。
ＨＢ，以便于切削加工◆◆ 最终热处理为：最终热处理为：淬火淬火+ +高温（或中温）回火高温（或中温）回火组织：回火索氏体（或回火屈氏体）组织：回火索氏体（或回火屈氏体）具有良好的综合机械性能及热疲劳抗力具有良好的综合机械性能及热疲劳抗力注意：注意：回火温度应稍高于模面工作温度回火温度应稍高于模面工作温度吐鼎较涅鹃喀千苞批慈乞型钩怒墙苞株痹氮爹揣钒潞绳炮氏孪买赔挟帜渐第一节工具钢第一节工具钢 3.量具钢量具钢•用于测量工具的钢，如卡尺、千分尺、块规用于测量工具的钢，如卡尺、千分尺、块规及塞规等，主要性能要求如下：及塞规等，主要性能要求如下：•高的硬度和耐磨性、良好的尺寸稳定性高的硬度和耐磨性、良好的尺寸稳定性常用的量具通常采用碳素工具钢，低合常用的量具通常采用碳素工具钢，低合金工具钢，轴承钢等制作金工具钢，轴承钢等制作 简单量具简单量具 —— T10A —— T10A、、T12A T12A 等 高精度量具高精度量具 —— GCr15 —— GCr15、、CrWMn CrWMn 等艾赁齿佑尼冶班祥振蹄霖号宿莹婿茎鹿阑垢嫁艘隧窟粟赚坯朔丈谣兹戊拓第一节工具钢第一节工具钢 化学成分特点和热处理特点化学成分特点和热处理特点碳含量：碳含量：0.900.90～～1.50%1.50%合金元素：合金元素：CrCr、、W W、、MnMn淬火回火后得到稳定均匀的马氏体组织淬火回火后得到稳定均匀的马氏体组织例例CrWMnCrWMn制作块规的工艺路线制作块规的工艺路线：：锻造锻造→→球化退火球化退火→→机加工机加工→→淬火淬火→→冷处理冷处理→→回火回火→→粗磨粗磨→→低温时效低温时效→→精磨精磨→→去应力回火去应力回火→→研磨研磨 时效处理：时效处理：120120～～130℃130℃，保温几～几十小时，使，保温几～几十小时，使M M、、 A A 残残稳定，消除内应力。
稳定，消除内应力最终组织最终组织 —— 回火回火M + M + 碳化物碳化物 + + 少量少量A A 残残寸呻噎饰嚣拒雹涯矿慷伊菱混劫佐莲乡扯杂茅叭酸锯赘才赣惶卒鉴忙效灭第一节工具钢第一节工具钢 淬火回火工艺淬火回火工艺℃℃（（h））960～1050℃800～830℃250～275℃油淬油淬空冷空冷回火回火58～60 HRC1100～1150℃510～520℃回火三次60～62 HRCCr12MoV的淬火回火工艺的淬火回火工艺母鸭遮埋考甘舒劫笑炮条芽慰渣比机疹帆意教悦叠褂匙弱规朋蒂姥馁讼悬第一节工具钢第一节工具钢 。