工具钢是无名英雄,间接地影响了现代生活的方方面面。我们遇到的许多日常物品都是用工具钢冲压、压制、成型、拉伸或模压的,这些工具钢必须比它们帮助制造的物品更坚固、更坚硬。
多年来,冶金学家不断调整合金钢配方,以满足特定的需求或工作条件。因此,存在几十种工具钢类型。

S7、D2和A2工具钢是当今最受欢迎的工业和制造业应用钢,下面将进一步详细讨论它们的具体性能。然而,AISI/SAE工具钢规范根据基本用途和材料特性对工具钢进行分类。
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S7工具钢性能

S7工具钢是一种适用于冷热作业的通用配方。与D2和A2钢相比,其碳浓度相对较低(0.45 - 0.55%),铬含量显著降低(3.00 - 3.50%)。它具有优异的抗冲击和冲击性能和良好的耐高温软化性能。S7的耐磨性相对较差,但非常坚韧。在热处理过程中抗变形性能良好。

它是本文比较的最软的钢配方,达到了典型的工作硬度范围在48 - 58 HRC。其“甜点”硬度为54 - 56 HRC,在500华氏度回火下的屈服强度为235 ksi。在这些水平上,它达到了强度和延展性的良好平衡。
S7工具钢的性能使其成为铆接、开槽、落料、冷成形和弯曲模具的首选类型;公牛铆钉,混凝土破碎机,销钉,钻孔板和轮毂。

D2工具钢性能

这种空气硬化,冷加工配方的特点是碳和铬的浓度非常高(分别为1.40 - 1.60%和11.00 - 13.00%)。它具有很高的耐磨性,高浓度的铬使其具有轻微的耐腐蚀性。
D2的韧性不如S7和A2工具钢,但在热处理过程中具有良好的稳定性。它很难加工和研磨,在高温下使用时提供中等到高的抗软化性能。D2的回火硬度范围为54 ~ 61 HRC,随着硬度的增加,其抗压屈服强度约为275 ~ 319 ksi。

D2工具钢常被用于制作落料模、冷成形模、冲压模、分切机、冲头、修整模和螺纹滚压模,以满足不需要特殊韧性的应用。

A2工具钢性能

A2也是一种空气硬化工具钢,但铬含量低于D2的一半(4.75 - 5.50%),碳含量略低于D2(0.95 - 1.05%)。它是高度耐磨和中等强度。与D2一样,它在热处理过程中难以置信地抗变形,并具有适度的可加工性和可磨削性。
常用的A2硬度范围在57 - 62 HRC之间,屈服强度范围在185 ksi - 230 ksi之间。
这种配方在压印、挤压、修边、滚丝和大型落料模具中很常见;长冲床,轧辊,主轮毂,心轴,剪切刀片,分切机和精密工具。
S7, D2和A2工具钢通常通过硬真空炉保持表面轮廓的清洁、光滑。

热处理者的作用

适当的热处理对工具钢的性能至关重要。没有它,关键的工业工具,如冲床、模具、毛坯或剪刀,就不能成功地完成它们的重复性工作。
当有人向我们提出工具钢挑战时,我们会采取诊断的方法。我们的冶金专家,他们精通S7, D2, A2和其他工具钢性能,问了很多问题,包括:

  • 这个部分的目的是什么?
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