工具钢是专门用于制造切削工具、测量工具、模具等重要工业装备的特殊钢材。这类钢材最显著的特点是具有极高的硬度(HRC58-65)、耐磨性和热硬性,即使在高温环境下仍能保持优异的切削性能。从成分来看,工具钢通常含有较高比例的碳(0.7%-1.5%)及钨、钼、钒等合金元素,这些元素的加入显著提升了钢材的机械性能。
在实际应用中,工具钢根据使用特性可分为冷作模具钢(如D2)、热作模具钢(如H13)和高速钢(如M2)三大类。其中冷作模具钢在室温条件下表现出色,特别适合冲压模、剪切刀等应用;热作模具钢则具有优异的热稳定性(工作温度可达600℃),常用于压铸模和锻模;而高速钢因含有大量钨钼元素(W6Mo5Cr4V2),其红硬性尤为突出,是制造钻头、铣刀等高速切削工具的首选材料。
选择工具钢时需要重点考虑工作环境和使用要求,特别是温度条件、耐磨需求和冲击负荷等因素。比如在需要承受强烈冲击的场合,可选用韧性较好的S7冲击工具钢;若追求极致耐磨性,则含钒量高的CPM-10V粉末冶金工具钢更为适合。现代工具钢还通过真空熔炼、电渣重熔等工艺进一步提升了纯净度和均匀性,使得刀具寿命可提高3-5倍。
波肖门尾图库热处理工艺对工具钢性能的影响不容忽视。典型的淬火温度范围在950-1300℃之间,配合深冷处理(-70至-196℃)能有效减少残余奥氏体。常见的回火工艺采用二次回火法(180-600℃),这对消除应力和稳定尺寸至关重要。随着涂层技术发展,像TiAlN、金刚石等涂层工具钢进一步将使用寿命延长了8-10倍,这在精密加工领域尤为关键。