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理论课教案
热作磨具钢用于制造在高温下使工件成形的模具
性能要求：热作模具钢模膛受炽热金属和冷却介质交替反复作用，易产生热疲劳裂纹。
因此，要求热作模具钢在高温下应有较高的强度、韧性足够的硬度和耐磨性，并具有良好抗热疲劳性。
热处理：淬火+中温回火（或高温回火）以保证其具有足够的韧性。
常用作热作模具钢牌号
热锻模 5CrMnMo 5CrNiMo
压铸摸和热挤压模 3Cr2W8V
3、塑料模具钢
塑料模具对材料的强度和韧性的要求低于冷作模和热作模，其基本性能要求有：
a）足够的耐磨性。
b）因为模具零件一般比较复杂，而在淬火以后加工又很困难，或根本就不能加工，所以应选用热处理变形小的钢材。
c）塑料模具型腔复杂，切削加工量大，所以应具有优良的切削加工性能。
d）一般塑件要求有良好的表面质量，因而模具的成型必须抛光性能好，才能保证塑件的外观并便于脱模。
e）塑料模具型腔中往往要添加各种化学添加剂，所以要求钢材具有相当的耐腐蚀性。
塑料模具钢牌号
3Cr2Mo 3Cr2MnNiMo
（3）合金量具钢
量具是用来测量工件尺寸的工具，如游标卡尺、量规、样板及千分尺等。
它们的工作部分一般要求具有高硬度、高耐磨性、高的尺寸稳定性和足够的韧性。
合金量具钢没有专用钢种，碳素工具钢、合金工具钢和滚动
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第五节合金工具钢与高速工具钢工具钢用于制造各种工具，如量具、刃具、模具等。
工具钢按化学成分可分为非合金工具钢、合金工具钢和高速工具钢三类。
碳素工具钢已在第五章中介绍，以下主要讲解后两种工具钢。
一、合金工具钢合金工具钢包括量具刃具钢、冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢等。
1．量具刃具钢[应用场合]：主要用于制造低速切削刃具（如木工工具、钳工工具、钻头、铣刀、拉刀等）及测量工具（如卡尺、千分尺、块规、样板等）。
量具刃具钢要求具有高硬度（62～65HRC）、高耐磨性、足够的强韧性、高的热硬性（即刃具在高温时仍能保持高的硬度）；为保证测量的准确性，要求量具刃具钢具有良好的尺寸稳定性。
扳牙丝锥量具[化学成分]：量具刃具钢具有高碳成分，w C=0.8％～1.50％，以保证高的硬度和耐磨性。
加入的合金元素有Cr、Si、Mn、W等，用以提高钢的淬透性、耐回火性、热硬性和耐磨性。
[常用刃具钢]：9SiCr是应用广泛的刃具钢，用于制作要求变形小的各种薄刃低速切削刃具，如板牙、丝锥、铰刀等。
[常用量具钢]：高精度量具（如块规）可采用Cr2、CrWMn等量具刃具钢制造，也可用轴承钢（如GCr15）制造；简单量具(如卡尺、样板、直尺、量规等)多用碳素工具钢（如T10A）；要求精密并须防止腐蚀的量具，采用不锈钢3Cr13、9Cr18。
常用量具刃具钢的牌号、化学成分、热处理、力学性能及用途(摘自GB1299-2000)注：表中Cr06钢的平均w C ＞1%，为与结构钢区别，不标含碳量数字。
其平均w Cr =0.6%。
[热处理]：量具刃具钢的预先热处理为球化退火，最终热处理为淬火加低温回火，热处理后硬度达60～65HRC 。
高精度量具在淬火后可进行冷处理，以减少残余奥氏体量，从而增加其尺寸稳定性。
为了进一步提高尺寸稳定性，淬火回火后，还可进行时效处理。
2．冷作模具钢 [应用场合]：冷作模具用于冷态下（工作温度低于200～300℃）金属的成形加工，如冷冲模、冷挤压模、剪切模等。
⾼硬度钢,⾼速钢,硬度切削速度切削速度⼀般⽤ xxx m/min 表⽰, 如 30m/min, 这代表了切削时每分钟的轨迹长度, 单位是⽶/分钟. 例如⼀个 10mm的钻头, 如果切削速度为30m/min, 则其转速应为30 / (3.14159 * 10 / 1000) = 954.93转/分钟⾼速钢⾼速钢可以以30m/min的速度切削钢材合⾦常见元素C碳, Si硅, Cr铬, Ni镍, Mn锰, Mo钼, V钒, Cu铜, W钨P磷, S硫 -- 这两种元素对于指标是有害的, 通常会要求限制含量在万三以内.常见⾼硬度钢⼀般的⾼碳⼯具钢：T7A、T8A、T10A；⾼碳合⾦钢： CrWMn、9SiCr、GCrl5、Cr12、Cr12Mo1V1、Cr12MoV、3Cr2W8；⾼速钢：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W9Cr4V3都是属于⾼硬度钢，其硬度都在HRC60以上钢结硬质合⾦： GT35、TLMW50、TMW50、GW50、DT等，硬度⽐⼀般的⾼硬度钢的硬度还要⾼的多，其硬度可以达到HRC68~73。
最初的⾼速合⾦钢: C-0.67%，W-18.91%，Cr-5.47%，Mn-0.11%，V-0.29%W18Cr4V (W18)常⽤的钨系⾼速钢的⼀种, 属于莱⽒体钢, 是⾼速钢应⽤最长久的⼀种.成分 C 0.7~0.8%，W 17.5~19%, Cr 3.8~4.4%, V 1.0~1.4%, Si <0.4%, Mn <0.4%, Mo <0.3%硬度HRC：62-65抗弯强度/GPa：3.0-3.4冲击韧性/（MJm²）：0.18-0.32600℃时的硬度HRC：48.5特点：强度较好，可磨性好，可⽤普通钢⽟砂轮磨削，耐热性中等，热塑性差主要⽤途：通⽤性强，⼴泛⽤于制造钻头、铰⼑、丝锥、铣⼑、齿轮⼑具及拉⼑等。
W6Mo5Cr4V2 (M2)成分：锰Mn 0.15～0.40(允许偏差:+0.04), 硫S ≤0.030, 磷P ≤0.030, 铬Cr 3.80～4.40(允许偏差:±0.05), 镍Ni 允许残余含量≤0.30, 钒V 1.75～2.20(允许偏差:±0.05), 钼Mo 4.50～5.50(允许偏差:尺⼨≤6,±0.05;尺⼨>6,±0.10), 钨W 5.50～6.75(允许偏差:尺⼨≤10,±0.10;尺⼨>10,±0.20)硬度HRC：63-66抗弯强度/GPa：3.5-4.0冲击韧性/（MJm²）：0.30-0.40600℃时的硬度HRC：47-48特点：强度⾼, 热塑性好. 韧性, 耐磨性, 热塑性均优W18Cr4V; 耐热性, 可磨性稍次于W18Cr4V. 可⽤普通钢⽟砂轮磨削主要⽤途：适⽤于制作热成形⼑具和承受冲击、结构薄弱的⼑具W14Cr4VMnRE硬度HRC：64-66抗弯强度/GPa：约4.0冲击韧性/（MJm²）：约0.31600℃时的硬度HRC：50.5主要⽤途：切削性能与W18Cr4V相当，适于制作热轧⼑具Cr12Mo1V1成分：C 1.40-1.60, Si ≤0.60, Mn ≤0.60, P ≤0.030, S ≤0.030, Cr 11.00-13.00, Mo 0.70-1.20, V 0.5-1.10, Co ≤1.00硬度：退⽕ ≤255HB. 压痕直径≥3.8mm. 淬⽕ ≥59HRC弹性模量为207000MPa, 质量定压热容Cp为461J/(kg·K)主要⽤途：宜制造各种⾼精度、长寿命的冷作模具、刃具和量具，例如:形状复杂的冲孔凹模、冷挤压模、滚丝轮、搓丝轮、冷剪切⼑和精密量具Cr12MoV (德标X165CrMoV12)成分：碳C 1.45～1.70, 硅Si ≤0.40, 锰Mn ≤0.40, 硫S ≤0.030, 磷P ≤0.030, 铬Cr 11.00～12.50, 镍Ni ≤0.25, 铜Cu ≤0.30, 钒V 0.15～0.30, 钼Mo 0.40～0.60硬度：退⽕ 255～207HB, 压痕直径3.8～4.2mm. 淬⽕ ≥60HRC主要⽤途：淬透性、淬⽕回⽕后的硬度、强度、韧性⽐Cr12⾼，直径为300~400mm以下的⼯件可完全淬透，淬⽕变形⼩，⾼温塑性较差。
目前国内最常用的工具钢型号工具钢是一类用于制造各种工具的特殊钢材。
它具有高硬度、高强度、良好的耐磨性和耐蚀性等优点，被广泛应用于制造切削工具、冲压模具、测量工具、装配工具等各种工具中。
在国内，有许多不同的工具钢型号被广泛使用，下面将介绍几种目前国内最常用的工具钢型号。
1. Cr12MoVCr12MoV是一种具有优良切削性、高硬度和良好的耐磨性的高碳高铬不锈工具钢。
它具有很好的冷热工作硬化能力和高耐磨性，适用于制造各种冷冲模具、热冲模具、冷切削模具等工具。
Cr12MoV工具钢具有较高的耐磨性和硬度，能够适应高负荷和高强度工作环境。
2. 9CrWMn9CrWMn是一种具有高硬度、高强度、高耐磨性和高韧性的工具钢。
它具有良好的耐蚀性和切削性能，适用于制造冷切削刀具、弯刀、冲头等工具。
9CrWMn工具钢具有较好的切削性能和耐磨性，能够在高速切削和高负荷切削中保持稳定的性能。
3. 4Cr5MoSiV14Cr5MoSiV1是一种具有优异的耐磨性、高硬度和高温强度的冷作模具钢。
它具有良好的耐热性和耐蚀性，适用于制造冷压模具、热压模具、挤压模具等工具。
4Cr5MoSiV1工具钢具有较高的硬度和热稳定性，能够在高温和高压力环境下保持稳定的性能。
4. 5CrMnMo5CrMnMo是一种具有高硬度、高韧性和高耐磨性的热作模具钢。
它具有良好的热稳定性和耐蚀性，适用于制造热切削刀具、热冲模具、热冲压模具等工具。
5CrMnMo工具钢具有较高的强度和耐磨性，能够在高温和高压力环境下保持稳定的性能。
5. 3Cr2W8V3Cr2W8V是一种具有高硬度、高强度和高耐磨性的冷作模具钢。
它具有良好的耐热性和耐蚀性，适用于制造冷压模具、冲头、冷切削刀具等工具。
3Cr2W8V 工具钢具有较高的硬度和切削性能，能够在冷切削和冲压中保持稳定的性能。
以上是目前国内最常用的几种工具钢型号，它们具有不同的优点和适用范围，能够满足各种不同工具的制造需求。
各国金属材料牌号表示方法(整理)中国、中国台湾、国际、俄国、日本、韩国、德国、美国、法国、英国、意大利、瑞典、捷克、波兰，欢迎大家补充。
1.1 国际（GB）钢铁产品牌号表示方法概述钢铁产品牌号表示方法，我国现有两个推荐性国家标准，即GB/T221—2000《钢铁产品牌号表示方法》和GB/T17616—1998《钢铁及合金统一数字代号体系》。
前者仍采用汉语拼音、化学元素符号及阿拉伯数字相结合的原则命名钢铁牌号，后者要求凡列入国家标准和行业标准的钢铁产品，应同时列入产品牌号和统一数字代号，相互对照并列使用。
1)标准中常用化学元素符号见表1-1。
表1-1 常用化学元素符号1-2。
表1-2 合金元素规定含量界限值注：系元素含量，也可为混合稀土含量总量。
2.当Cr、Cu、Mo、Ni（Nb、Ti、V、Zr）四种元素，其中有两种、三种或四种元素同时被定在钢中时，对于低合金钢，应同时考虑这些元素中每种元素的规定含量，所有这些元素的规定含量总和，应不大于规定两种、三种或四种元素周期律中每种最高界限值总和的70%。
如果这些元素的规定含量总和大于规定元素中每种元素最高界限值总和的70%，即使这些元素每种元素规定量低于规定的最高界限值，也应划入合金钢。
牌号采用的汉字及汉语拼音符号见表1-3表1-3 牌号采用的汉字及汉语拼音符号①采用符号为英文字母。
∙国际（GB）钢的牌号表示方法示例说明∙碳素结构钢牌号表示方法按GB/T700—1988标准牌号表示方法如下：钢的牌号由代表屈服点的字母“Q”，最低屈服点值（MPa），质量等级符号A、B、C、D 和脱氧方法符号等四个部分按顺序组成。
牌号Q235—D示例说明：Q—钢的屈服点“屈”字汉语拼音字头；235—最低屈服点值235Mpa;D—表示质量等级为D 级。
有时牌号后面还要分别附加下列符号：F—沸腾钢；b —半镇静钢；Z—镇静钢；TZ—特殊镇静钢。
由于D级质量钢均为特殊镇静钢，故“TZ”符号可以省略。
