合金工具鋼,是在碳素工具鋼基礎上加入鉻、鉬、鎢、釩等合金元素,以提高淬透性、韌性、耐磨性和耐熱性的一類鋼種。
它主要用於製造量具、刃具、耐衝擊工具和冷、熱模具及一些特殊用途的工具。
加入鉻和錳可以提高工具鋼的淬透性,可根據要求,有選擇地加入或同時加入其他元素(加入總量一般不超過5%),即形成一系列的合金工具鋼。
常見合金元素及其作用
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合金工具鋼可分為刃具鋼、冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑膠模具鋼、量具鋼與高速鋼/熱強鋼等主要類別,且常依碳含量與合金元素分為低合金、中合金與高合金工具鋼以對應不同的硬度、淬透性與韌性需求。
[主要分類與特性]
刃具鋼(高碳合金工具鋼):
含碳高、含合金元素以提高硬度和耐磨性,經熱處理可達很高硬度,適用於切削刀具、車刀、鉋刀等,需要良好淬火硬度與刃口保持性。
冷作模具鋼(冷加工模具用):
著重於高耐磨與抗疲勞、抗裂性,用於壓製、冲裁、拉深等冷加工模具;通常要求較高硬度與尺寸穩定性。
熱作模具鋼(熱加工模具用):
著重抗熱裂與持熱強度,例如壓鑄、鍛造模具,需耐高溫軟化和熱疲勞,合金元素(如鉻、鉬、鈦)可改善熱強性與回火穩定性。
塑膠模具鋼(塑膠成型):
要求高拋光性、抗磨與抗腐蝕(對於某些塑膠加工時的腐蝕介質),同時兼顧淬火變形小與熱處理後尺寸穩定。
量具鋼(量測與檢具用):
強調尺寸穩定、淬火後低變形、良好拋光與抗磨性,用於量規、量具、精密夾具等。
高速鋼與熱強鋼(H系、M系等):
在高溫下仍能保持硬度與切削性能,常用於高速切削刀具、鑽頭、銑刀,合金含有高量的鉬、釩、鎢與鉻等以形成硬質碳化物。
| 標準代號 | 規格號碼 | 材料號碼 | 記號 |
|---|---|---|---|
| DIN | 17350 | 1.251 | 100MnCrW4 |
| DIN | 17350 | 1.2567 | X30WCrV5-3 |
| DIN | 17350 | X30WCrV9-3 | |
| DIN | 17350 | 1.2606 | X37CrMoW5-1 |
| CNS | 2965 | SKS1 | |
| GB | 1299 | W | |
| JIS | G4404 | SKS1 | |
| DIN | 17350 | 1.2414 | 120W4 |
| DIN | 17350 | 1.2453 | X130W5 |
| CNS | 2965 | SKS2 | |
| GB | 1299 | CrWMn | |
| JIS | G4404 | SKS2 | |
| ASTM | A681 | O7 | |
| DIN | 17350 | 1.2419 | 105WCr6 |
| CNS | 2965 | SKS3 | |
| GB | 1299 | 9CrWMn | |
| JIS | G4404 | SKS3 | |
| ASTM | A681 | O1 | |
| CNS | 2965 | SKS4 | |
| JIS | G4404 | SKS4 | |
| ASTM | A681 | S4 | |
| CNS | 2965 | SKS5 | |
| JIS | G4404 | SKS5 | |
| CNS | 2965 | SKS7 | |
| JIS | G4404 | SKS7 | |
| DIN | 17350 | 1.2442 | 115W8 |
| CNS | 2965 | SKS8 | |
| GB | 1299 | Cr06 | |
| JIS | G4404 | SKS8 | |
| DIN | 17350 | 1.2008 | 140Cr3 |
| 碳(C)% | 矽(Si)% | 錳(Mn)% | 磷(P)% | 硫(S)% | 鎳(Ni)% | 鉻(Cr)% | 鉬(Mo)% | 銅(Cu)% | 鎢(W)% | 釩(V)% | 退火HB | 淬火HRC |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.9~1.05 | 0.15~0.35 | 1~1.2 | ≦ 0.035 | ≦ 0.035 | 0.5~0.7 | 0.5~0.7 | 0.05~0.15 | ≦ 230 | ≧ 62 | |||
| 0.25~0.35 | 0.15~0.3 | 0.2~0.4 | ≦ 0.035 | ≦ 0.035 | 2.2~2.5 | 4~4.5 | 0.5~0.7 | ≦ 240 | ||||
| 0.25~0.35 | 0.15~0.3 | 0.2~0.4 | ≦ 0.035 | ≦ 0.035 | 2.5~2.8 | 8~9 | 0.3~0.4 | ≦ 240 | ||||
| 0.32~0.4 | 0.9~1.2 | 0.3~0.6 | ≦ 0.035 | ≦ 0.035 | 5~5.6 | 1.3~1.6 | 1.2~1.4 | 0.15~0.4 | ≦ 230 | |||
| 1.3~1.5 | ≦ 0.35 | ≦ 0.5 | ||||||||||
| 1.05~1.25 | ≦ 0.4 | ≦ 0.4 | ≦ 0.03 | ≦ 0.03 | 0.1~0.3 | 0.8~1.2 | 187~229 | ≧ 62 | ||||
| 1.3~1.5 | ≦ 0.35 | ≦ 0.5 | ||||||||||
| 1.15~1.25 | 0.15~0.35 | 0.2~0.35 | ≦ 0.035 | ≦ 0.035 | 0.15~0.25 | 0.9~1.1 | ≦ 220 | ≧ 66 | ||||
| 1.25~1.35 | 0.2~0.3 | 0.2~0.4 | ≦ 0.035 | ≦ 0.035 | ≦ 0.2 | 4.7~5.5 | ≦ 225 | ≧ 64 | ||||
| 1~1.1 | ≦ 0.35 | ≦ 0.8 | ≦ 0.03 | ≦ 0.03 | ≦ 0.25 | 0.5~1 | 1~1.5 | ≦ 0.2 | ≦ 217 | ≧ 61 | ||
| 0.9~1.05 | ≦ 0.4 | 0.8~1.1 | ≦ 0.03 | ≦ 0.03 | 0.9~1.2 | 1.2~1.6 | ≦ 0.2 | 205~225 | ≧ 62 | |||
| 1~1.1 | ≦ 0.35 | ≦ 0.8 | ≦ 0.03 | ≦ 0.03 | ≦ 0.25 | 0.5~1 | ≦ 0.2 | 1~1.5 | ≦ 217 | ≧ 61 | ||
| 1.1~1.3 | 0.1~0.6 | 0.2~1 | ≦ 0.03 | ≦ 0.03 | 0.9~1.1 | ≦ 0.3 | 1~2 | 0.15~0.4 | ≦ 241 | ≧ 62 | ||
| 1~1.1 | 0.1~0.4 | 0.8~1.1 | ≦ 0.03 | ≦ 0.03 | 0.9~1.1 | 1~1.3 | ≦ 230 | ≧ 61 | ||||
| 0.9~1 | ≦ 0.35 | 0.9~1.2 | ≦ 0.03 | ≦ 0.03 | ≦ 0.25 | 0.5~1 | ≦ 0.25 | 0.5~1 | ≦ 217 | ≧ 60 | ||
| 0.85~0.95 | ≦ 0.4 | 0.9~1.2 | ≦ 0.03 | ≦ 0.03 | 0.5~0.8 | 0.5~0.8 | 197~241 | ≧ 62 | ||||
| 0.9~1 | ≦ 0.35 | 0.9~1.2 | ≦ 0.03 | ≦ 0.03 | ≦ 0.25 | 0.5~1 | ≦ 0.25 | 0.5~1 | ≦ 217 | ≧ 60 | ||
| 0.85~1 | 0.1~0.5 | 1~1.4 | ≦ 0.03 | ≦ 0.03 | 0.4~0.6 | 0.4~0.6 | ≦ 212 | ≧ 59 | ||||
| 0.45~0.85 | ≦ 0.35 | ≦ 0.5 | ≦ 0.03 | ≦ 0.03 | 0.5~1 | ≦ 0.25 | 0.5~1 | ≦ 201 | ≧ 56 | |||
| 0.45~0.55 | ≦ 0.35 | ≦ 0.5 | ≦ 0.03 | ≦ 0.03 | 0.5~1 | ≦ 0.25 | 0.5~1 | ≦ 201 | ≧ 56 | |||
| 0.5~0.65 | 1.75~2.25 | 0.6~0.95 | ≦ 0.03 | ≦ 0.03 | ≦ 0.35 | ≦ 0.35 | ≦ 229 | ≧ 58 | ||||
| 0.75~0.85 | ≦ 0.35 | ≦ 0.5 | ≦ 0.03 | ≦ 0.03 | 0.7~1.3 | 0.2~0.5 | ≦ 0.25 | ≦ 207 | ≧ 45 | |||
| 0.75~0.85 | ≦ 0.35 | ≦ 0.5 | ≦ 0.03 | ≦ 0.03 | 0.7~1.3 | 0.2~0.5 | ≦ 0.25 | ≦ 207 | ≧ 45 | |||
| 1.1~1.2 | ≦ 0.35 | ≦ 0.5 | ≦ 0.03 | ≦ 0.03 | ≦ 0.25 | 0.2~0.5 | ≦ 0.25 | ≦ 0.2 | ≦ 217 | ≧ 62 | ||
| 1.1~1.2 | ≦ 0.35 | ≦ 0.5 | ≦ 0.03 | ≦ 0.03 | ≦ 0.25 | 0.2~0.5 | ≦ 0.25 | ≦ 0.2 | ≦ 217 | ≧ 62 | ||
| 1.1~1.2 | 0.15~0.35 | 0.2~0.4 | ≦ 0.035 | ≦ 0.035 | 0.15~0.25 | 1.8~2.1 | ≦ 220 | ≧ 63 | ||||
| 1.3~1.5 | ≦ 0.35 | ≦ 0.5 | ≦ 0.03 | ≦ 0.03 | ≦ 0.25 | 0.2~0.5 | ≦ 0.25 | ≦ 217 | ≧ 63 | |||
| 1.3~1.45 | ≦ 0.4 | ≦ 0.4 | ≦ 0.03 | ≦ 0.03 | 0.5~0.7 | 184~241 | ≧ 64 | |||||
| 1.3~1.5 | ≦ 0.35 | ≦ 0.5 | ≦ 0.03 | ≦ 0.03 | ≦ 0.25 | 0.2~0.5 | ≦ 0.25 | ≦ 217 | ≧ 63 | |||
| 1.35~1.5 | 0.15~0.3 | 0.25~0.4 | ≦ 0.035 | ≦ 0.035 | 0.4~0.7 | ≦ 235 | ≧ 64 |