碳素工具钢生产成本较低,原材料来源方便;易于冷、热加工,在热处理后可获得相当高的硬度;在工作受热不高的情况下,耐磨性也较好,因而得到广泛应用。其中,高级优质碳素工具钢韧度较高,磨削时可获得较高的光洁度,适宜制造形状复杂、精度较高的工具。但是,这类钢红硬性较差,工作温度超过250℃以后,硬度和耐磨性迅速下降。这类钢淬透性低,工具断面尺寸大于15mm时,水淬后只有表面层得到高的硬度,故不能做大尺寸的工具。这类钢淬火温度范围窄,易过热,淬火时畸变、开裂倾向性大,且易产生软点。与合金工具钢相比,此类钢淬透性低,在水中淬透直径为15mm,而在油中淬透直径仅为5mm。另外,此类钢的热硬性低,工作温度高于250℃时钢的硬度和耐磨性急剧下降,从而钢的切削能力显著降低,所以此类钢只适于制作尺寸小、形状简单、切削速度低、进刀量小、工作温度不高的工具。
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)。
碳素工具钢简称碳工钢,是一种高碳优质非合金钢。碳工钢的冷热加工性能好,耐磨性能好,碳工钢主要用于制造切削速度不高的刀具,尺寸不大、工作温度不高的一般模具和形状简单、精度要求不高的量具及其他耐磨零件。主要缺点是淬透性低、耐热性差。
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