【正文】 硬性的作用不如、明顯。高速鋼因其化學成分的特點，其熱處理具有淬火加熱溫度高、回火次數(shù)多等特點。盤形齒輪銑刀（模數(shù)=3）熱處理后刃部硬度要求大于63，其生產過程工藝路線為：下料→鍛造→球化退火→機加工→淬火+多次回火→噴砂→磨加工→成品。一般采用球化退火降低硬度，消除鍛造應力，為淬火作組織上的準備。其球化退火工藝為：860～880℃（保溫4）→爐冷→740～750℃（保溫6）→爐冷→500～550℃空冷。為避免加熱過程產生變形開裂，一般在800～840℃預熱，截面尺寸較大的零件可在500～650℃多進行一次預熱。高速鋼淬透性高，一般采用油冷，截面尺寸小的刀具，在空氣中即可淬硬。鋼淬火組織是+殘余+粒狀碳化物，其殘余量高達30％。隨回火溫度提高，鋼的硬度開始呈下降趨勢，大于300℃后，硬度反而隨溫度升高而提高，在570℃左右達到最高值。以上兩個因素就是高速鋼回火出現(xiàn)“二次硬化”的根本原因，當回火溫度大于560℃時，碳化物發(fā)生聚集長大，導致硬度下降。而且，后一次回火可消除前一次回火時轉變產生的內應力。鋼盤形齒輪銑刀的淬火回火工藝：800～840℃預熱→1270～1280℃→油冷→580～620℃→鹽浴淬火→560℃回火（60）三次。近年來，我國又開發(fā)出含、等超硬高速鋼，這類鋼能更大限度地溶解合金元素，提高紅硬性，但是脆性較大，有脫碳傾向。根據(jù)性質和使用條件的不同，可分為冷作模具鋼和熱作模具鋼兩大類。⑴工作條件和性能要求 處于工作狀態(tài)的冷作模具承受著強烈的沖擊載荷和摩擦、很大的壓力和彎曲力的作用，主要的失效破壞形式包括磨損、變形和開裂等，因此冷作模具鋼要求具有較高的硬度和耐磨性，良好的韌性和疲勞強度。 ⑵化學成分 為保證獲得高硬度和高耐磨性，冷作模具鋼含碳量較高，％，％?？梢蕴岣叽阃感院蛷姸龋?、等與碳形成細小彌散的碳化物，除了進一步提高淬透性、耐磨性、細化晶粒外，還能提高回火穩(wěn)定性、強度和韌性。沖孔落料模的凸、凹模均要求硬度在58～60之內，要求具有較高的耐磨性、強度和韌性，較小的淬火變形。鋼中有組織，可以通過鍛造使其破碎，并均勻分布。鋼的淬火+回火工藝：淬火溫度較低，低溫回火后鋼的耐磨性和韌性較高，組織為回火+殘余+合金碳化物，硬度為58～60。冷作模具專用鋼制造沖孔落料模淬火回火工藝流程：800～830℃預熱→960～1050℃加熱→油淬→空冷→250～275℃回火⑷常用冷作模具鋼 對于幾何形狀比較簡單、截面尺寸和工作負荷不太大的模具可用高級優(yōu)質碳素工具鋼、和低合金刃具鋼、等，它們耐磨性較好，淬火變形不太大。 常用合金冷作模具鋼的牌號及用途牌號用 途Cr12用于耐磨性高而受沖擊較小的模具．如沖模、沖頭、鉆套、量規(guī)、螺紋滾絲模、拉絲模等Cr12MoV用于制作截面較大、形狀復雜工作條件繁重的各種冷作模具及螺紋搓絲板9Mn2V用于制作小型冷作模具及要求變形小、耐磨性高的量規(guī)、塊規(guī)、磨床主軸等CrWMn用于制作淬火要求變形很小、長而形狀復雜的拉刀、長絲錐及形狀復雜、高精度的冷沖模9CrWMn用于制作淬火要求變形很小、長而形狀復雜的拉刀、長絲錐及形狀復雜、高精度的冷沖模Cr4W2MoV可代替Cr12MoV、Crl2用作電機、電器硅鋼片沖裁模，還可作冷鐓模、冷擠壓模、拉拔模、搓絲模等 熱作模具鋼熱作模具鋼是用于制造在受熱狀態(tài)下對金屬進行變形加工的模具，包括熱鍛模、熱擠壓模、熱敏模、壓鑄模、高速鍛模等。金屬在巨大的壓應力、張應力、彎曲應力和沖擊載荷作用下，與型腔作相對運動時，會產生強烈的磨損。因此，為使熱作模具正常工作，要求模具用鋼在較高的工作溫度下具有良好的強韌性，較高的硬度、耐磨性、導熱性、抗熱疲勞能力，較高的淬透性和尺寸穩(wěn)定性。能提高淬透性和回火穩(wěn)定性；除與共存時可提高淬透性外，還能提高綜合力學性能；能提高淬透性和強度，但是有使韌性下降的趨勢；、等能產生二次硬化，提高紅硬性、回火穩(wěn)定性、抗熱疲勞性、細化晶粒，和還能防止第二類回火脆性?，F(xiàn)以鋼制造板牙熱鍛模為例來分析熱處理工藝方法及制定生產工藝路線。其生產工藝路線如下：鍛造→退火→粗加工→成型加工→淬火+回火→精加工（修型、拋光）由于鋼在軋制時會出現(xiàn)纖維組織，導致各向異性，所以要予以鍛造消除。鋼制熱鍛模淬火回火工藝：為降低熱應力，大型模具需在500℃左右預熱，為防止模具淬火開裂，一般先由爐內取出空冷至 750～780℃預冷，然后再淬入油中，油冷至 150～200℃（大致為油只冒青煙而不著火的溫度）取出立即回火，避免冷至室溫再回火導致開裂。鋼制熱鍛模淬火回火工藝流程：500℃預熱→820～850℃加熱→750～780℃預冷（空冷）→油淬→150～200℃回火⑷常用熱作模具鋼 制造中、小型熱鍛模（有效厚度小于400）一般選用鋼，制造大型熱鍛模（有效厚度大于100）多選用鋼，它的淬火加熱溫度比鋼高10℃左右，淬透性和紅硬性優(yōu)于鋼。壓鑄模鋼的選用與成型金屬種類有關，壓鑄熔點為400～450℃的鋅合金，一般選用低合金鋼或等；壓鑄熔點為850～920℃的銅合金，可選用鋼。 塑料模具鋼 常用熱作模具鋼的牌號及用途牌號用 途5CrMnMo制作中型錘鍛模（邊長≤300～400㎜）5CrNiMo制作形狀復雜、沖擊載荷大的各種大、中型錘鍛模（邊長＞400㎜）3Cr2W8V制作壓鑄模、平鍛機上的凸模和凹模、鑲塊、銅合金擠壓模等4Cr5W2VSi可用于高速錘用模具與沖頭，熱擠壓模具及心棒，有色金屬壓鑄模等 塑料模具鋼應具有的基本性能及分類塑料制品在電器、儀表、汽車及日常生活用品中使用極廣，其成形工藝也日益趨向高速化，大型化、精密化，塑料成形模具所需的模具鋼的量也越來越大，對模具鋼性能要求也越來越高了。一般而言，加熱溫度不高，在150～250℃，成形壓力也不大，通常為40～150，與前述金屬成形的冷、熱作模具相比，對塑料模具用鋼的常規(guī)力學性能要求是相對較低的。⑵被切削加工性或冷擠成形性優(yōu)良，熱處理變形微小，保證順利加工成復雜精密的形狀。⑷有足夠的強度和韌性，能承受負荷不變形和不破損。我國GB129985列入了一種塑料模具鋼，尚未形成適應不同情況的系列鋼號。這些鋼種的成分性能特點前已討論，此處不再重復。近年來國內研制了一些塑料模具鋼，并引進了一些國外通用鋼種。 切削成形塑料模具鋼，此類鋼按模具制造工藝可分為調質鋼、易切削預硬鋼和時效硬化鋼。這類鋼廣泛地用于制作大中型精密熱塑性塑料的成形模。我國GB129985中列入的鋼化學成分與20鋼一致。71有較高的淬透性和淬硬性，調質后可在較大截面尺寸保持硬度均勻。經預硬處理后，硬度為45～50。國內一些工廠為減少切削加工的困難，在使用這些鋼材時常將預硬硬度降至28左右，但較低的硬度又對模具的耐磨性和拋光性能不利。近年來國內已發(fā)展了幾種易切削預硬型塑料模具鋼。鋼中的是作為易切削元素加入的。鋼預硬硬度在40～46時，用高速鋼刃具可進行一般機械加工，相當于普通碳鋼調質硬度在30左右的被切削性能。淬透性高，100的棒材空冷可淬透。還可作冷作模具使用。為了改變系易切削鋼的各向異性，必須從控制硫化物的形態(tài)著手，使鋼中的硫化物夾雜成為球狀或成為長短袖之比相對較小的紡錘狀，為此應在鋼中復合加人易切削元素。在SCa復合易切削系中，一方面使硫化物變質成為紡錘狀并在熱加工過程中碎化，同時也使氧化物變質，一部分氧化物成為硫化物的核心，引起硫化物的不均勻變形而導致碎化。因此在預硬至32～35時，被切削加工性能非常好，在38～42時，還可順利進行各種切削加工，至50左右時，仍可加工。鋼的淬透性很好。鋼已在許多工廠用于制作大中型收錄機外殼、磁帶盒、洗衣機上蓋等注塑模，以及橡膠模、膠水模等多種模具，使用效果很好。后，硬度為25～32，可順利進行機械加工，然后再經480～540℃時效，依靠超細的金屬間化合物析出強化，硬度達到塑料模具的使用要求。時效硬化塑料模具鋼又可再分為兩種，其一是馬氏體時效鋼，其二是低鎳時效鋼。1即是典型的馬氏體時效鋼，經815℃固溶處理后，硬度為28～32，再經480℃時效，析出、金屬間化合物使硬度升至48～52。②低鎳時效鋼 是國內研制的一種低鎳時效鋼，成分與日本的相近。再經520～540℃時效，硬度達到38～42，時效過程中析出與基體共格的有序金屬間化合物使鋼得到強化。這種鋼含鋁，滲氮后表面可達l100以上的硬度。因鋼中含有銅，增加了時效強化的效應。有良好的綜合力學性能，被切削性能良好，能拋光成鏡面，并有良好的圖案蝕刻性能，適于制作透明塑料件和其它精密熱塑性塑料成形模。 冷擠壓成形塑料模具鋼冷擠壓成形的制模方法具有生產效率高，模具精度高，表面質量好的優(yōu)點，一些具有復雜型腔的塑料模具可采用此法制造。國外已有專門的鋼種，國內常以工業(yè)純鐵、低碳鋼或低碳合金鋼制模。近年來國內已研制成功專用的冷擠壓成形塑料模具鋼（代號）。這類鋼的模具在冷擠壓成形后進行滲碳淬火和低溫回火，表面硬度為58～62。 量具鋼用于制造卡尺、千分尺、樣板、塞規(guī)等測量工具的鋼稱為量具鋼。因此要求其具有較高的硬度和耐磨性，以保證測量精度，還要有耐輕微沖擊、碰撞的能力，熱處理變形要小，在存放和使用過程中要有極高的尺寸穩(wěn)定性。合金元素、等提高淬透性，降低點，使熱應力和組織應力減小，減輕了淬火變形影響，還能形成合金碳化物提高硬度和耐磨性。所以量具鋼應盡量采用在緩冷介質中淬火，并進行深冷處理以減少殘余奧氏體量。下面以鋼制造的測量標定線性尺寸的塊規(guī)為例，說明其熱處理工藝方法的選定和生產工藝路線的安排。生產工藝路線如下：鍛造→球化退火→機加工→淬火→冷處理→回火→粗磨→低溫人工時效→精磨→低溫去應力回火→研磨鋼的預先熱處理采用球化退火，消除鍛造應力，得到粒狀珠光體和合金滲碳體組織，提高了切削加工性，為最終熱處理作組織上準備。機械加工后的熱處理工藝流程為：650℃預熱→820～840℃加熱保溫→油淬→－75～－78℃冷處理（3）→140～160℃低溫回火（3）→110～120℃時效處理（36）→110～120℃低溫去應力回火（3）與低合金刃具鋼的熱處理區(qū)別是，量具鋼的熱處理增加了冷處理和時效處理，冷處理能極大程度減少殘余的量，避免殘余轉變?yōu)橐鸪叽绲拿洿蟆＠涮幚砗蟮牡蜏鼗鼗鹗窍慊稹⒗涮幚淼膽桶堰^高的硬度降到規(guī)定值。⑷常用量具鋼 我國目前沒有專 常用量具用鋼的牌號及用途牌 號用 途20或50、560、60Mn、65Mn平樣板或卡板T10A、T12A、9SiCr一般量規(guī)與塊規(guī)Cr鋼、CrMn鋼、GCr15高精度量規(guī)與塊規(guī)CrWMn高精度且形狀復雜的量規(guī)與塊規(guī)4Cr19Cr18抗蝕量規(guī)用的量具鋼。對于樣板、塞規(guī)等形狀簡單、尺寸小、精度要求不高的量具可用60、65等鋼制造。 特殊性能鋼具有特殊物理、化學性能的鋼被統(tǒng)稱為特殊性能鋼。 牌號表示方法特殊性能鋼牌號的表示方法與合金工具鋼基本相同，如 ％，的平均含量為18％。由于耐磨鋼零件經常是鑄造成型后就使用，其牌號最前面是“”，表示鑄鋼，緊隨其后是元素符號，然后是該元素的平均含量（百分之一），橫杠后數(shù)字表示序號。 不銹鋼不銹鋼是指某些在大氣和一般介質中具有較高化學穩(wěn)定性而不被腐蝕的鋼?；瘜W腐蝕是金屬與周圍介質發(fā)生純粹的化學作用，整個腐蝕過程沒有微電流產生，不發(fā)生電化學反應。電化學腐蝕是金屬在電解質溶液中產生了原電池，腐蝕過程中有微電流產生，電化學腐蝕包括金屬在大氣、海水、酸、堿、鹽等溶液中產生的腐蝕。組成珠光體的兩個相滲碳體和鐵素體的電極電位不同，在電解質溶液中，電極電位較負的鐵素體成為陽極被腐蝕，電極電位較正的滲碳體則成為陰極而不被腐蝕。 腐蝕是金屬零件在服役中經常發(fā)生的一種失效破壞形式，據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界每年因腐蝕而破壞的金屬件約占其總量的10％，所以提高金屬材料的耐腐蝕性有著重大的意義。⑴形成鈍化膜保護金屬 在鋼中添加某些合金元素，鋼受腐蝕時能立即在表面形成一層致密的鈍化膜，隔絕鋼與介質的接觸，防止進一步腐蝕。⑵獲得單相組織，避免形成原電池 加入合金元素使鋼在室溫下僅為單相存在，無電極電位差，不產生微電流，不發(fā)生電化學腐蝕。⑶提高基體電極電位，減小電極電位差 金屬材料中，一般第二相的電極電位都比較高，往往會使基體成為陽極受到腐蝕。如在鋼中加入含量大于13％的，鐵素體的電極電位會由－，鋼的抗蝕性大大增加。⑴不銹鋼 這類鋼在加熱和冷卻時發(fā)生轉變，可以通過淬火得到組織，因此被稱之為不銹鋼。、等鋼含碳量較低，塑性和韌性、耐蝕性較好。常用的熱處理方法是淬火+高溫回火，得到回火索氏體組織。常用于在弱腐蝕條件下工作而且要求高硬度的醫(yī)療器械、彈簧、刃具、軸承、熱油泵軸等。⑵不銹鋼 這類鋼從室溫加熱到高溫960～1100℃，不發(fā)生相變，始終都是單相組織，因此被稱為不銹鋼。不銹鋼含碳量較低，含量較高，其塑性、可焊性、耐蝕性優(yōu)于不銹鋼。某些鋼含，目的是細化晶粒，穩(wěn)定碳和氮，改善韌性和可焊性。常用于強度要求不高、耐蝕性要求較高的場合，如硝酸、氮肥工業(yè)的設備、容器、管道和食品工廠設備等。鋼號有、等。的作用是使鋼在室溫具有單相組織，和的共同使用比僅含的不銹鋼有更高的耐蝕性。為保證良好的耐蝕性，％以下。但是如果不銹鋼存在有較大的內應力，同時在氯化物等介質中使用時，會產生應力腐蝕而破壞，而且介質工作溫度越高，越易破裂。①固溶處理—在退火狀態(tài)下，不銹鋼組織為+碳化物，碳化物的存在會導致耐蝕性下降。②穩(wěn)定化處理—主要目的是防止晶間腐蝕產生。含鈦、鈮的鋼在固溶處理后加熱到850～880℃，使鉻碳化物全部溶解，優(yōu)先形成的和等穩(wěn)定性較高，不會溶解，而且在緩冷中于晶內彌散分布，高溫下也不易長大。③去應力處理—防止應力腐蝕破裂，一般在3