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。
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。
T10是常见的一种碳素工具钢,韧度适中,生产成本低,经热处理后硬度能达到60HRC以上,但是,此钢淬透性低,且耐热性差(250℃),多用于制造手用刀具等简单工具。下面就简单地介绍一下T10的热处理工艺:
设备
碳素工具钢
热电式温度计、中温箱式电阻炉。
退火
加热温度760~780℃,炉冷。退火后,钢的硬度大为降低。
正火
加热温度820~840℃,空冷。
回火
加热温度650~700℃。
淬火
淬火介质:油,加热温度:790℃,淬火方式:对于小型直条式刀条一般垂直缓下。
回火
温度150℃,硬度62HRC,但易崩口;一般采用温度200~250℃~,硬度55~60HRC。
以上是一般工厂对T10进行热处理的工艺情况。因为保安腰刀一般只在家庭作坊中进行,基本没有什么仪表设备,主要还得靠刀匠目测和经验。
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。