人类的生产与生活都离不开工具钢的使用。自从有了钢铁以后,人们逐渐认识到钢铁的强度与硬度等力学性能要比其他材料优越得多。用钢铁制成的工具大大提高了劳动生产率。
21世纪初期,人们采用高由。到18 世纪中期生产出高碳钢,并开始用这种材料制造成工具和弹簧。后来随着平炉、转炉,特别是电弧炉的出现,人们大量地将工具用于生产和生活中。将钢中的碳含量以提高、生产了优质高碳钢,利用这种钢硬度高的特点,把它制造成各种工具。这样就产生了碳素工具钢。
后来,特别是蒸汽机问世之后,很多产品的加工制造已由于手工加工变成了机械加工,由于机械加上比手工加要求高,例如切削速度加快了。这样碳素工具钢的工艺性能已不能满足加工制造的餐求。基于这种情况。于19世纪中期发明了锰、钨含量较高的高碳合金工具钢,之后,人们将钢中锰含量减少。并增加铬含量。就形成了铬一钨系列合金工具钢。
20世纪初期,为提高钢的耐磨性,在高碳高铬钢基础上,将铬提高5%,形成了耐磨型冷作模具钢。20世纪30年代,为了适应热作模具的需要。人们又进一步研究并获得红硬性更优良的模具钢以及为满足铝合金压铸模具的需要,开发出钨系热作模具钢,如3Cr2W8V等,以及含5%铬的铬.钼系热作模具钢,如H1、H12、H13等。上个世纪60年代,美国研制出VASC()-MACVM、MatrixⅡCVM型等基体钢;中国、日本在这种类型钢的基础上。开发出高强度和高热想冷作与热作模具钢。之后,美国根据塑料的发展,推出塑料用模具钢,如压制成形用钢P1~P6。以及顶硬钢P20等。
随着机床切削加上工业的发展,被切削的材料晶种不断增加强度越来越高。切削速度不断加快,这样就要求切削工具具有良好的红硬性、较高的硬度和耐磨性,19世纪末期,人们发现含钨高碳钢在高温F淬火具有良好的红硬性。于是提出了最初的高速工具钢(1.85%C、3.8%Cr、8%W),之后,又调整了碳和钨含量,形成了W18Cr4V通用高速工具钢牌号。20世纪中期,为适应高速工具钢和性能方面的需要,粉末高速钢有r较大的发展,与此刚时,人们还研制与外发出一系列低合金高速工具钢。值得指出的是由于切削刀具材料的发展,人们先后开发山硬质合金、氧化锅陶瓷、氮化硅氧化铝、金刚石等多种刀具材料。这样就形成了高速工具钢与硬质合金等切削刀具材料共同发展的状况.但高速工具钢仍然是制造刀具的丰导材料。
模具、刃具和量其在工业生产中使用量很入,是机械制造业发展水平的标志之一,现代工业中和新技术的发展对于工具钢的产品质量、品种规格的要求小断提高,特别是模具已成为工业产品的主要成型工具钢,如80%家电行业用零件、70%机电行业用零件都是用摸具成形的,也就是说,精密的、批量生产的无一切削或少切削零件基本上都是采用模其来成形的。在一些发达国家,模具生产得到很大的发展。已成为一个新兴的行业。模具的制造周期、质量、精度在很大程度上间接影响了工业产品质量的提高、成本的降低和更新换代的速度。同样,刀具是机械制造业关键性、基础性的消耗材料。切削机床和T艺设计是以刀具性能为基础的。除厂一般机械制造部门要求各类刀具降低成本、稳定质量、提高性能外,程控机床、兵器、航空、宇航及其他高科技技产、业部门对刀具的性能也提高了更高的要求。作为工具用钢(模具、刃具、量具)主要原材料的碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢,其质量、数遣、品种、规格和成本,对机械制造等行业的影响很大,在各种生产活动中具有非常重要的作用,对各类产生的质量和生产效率的提高也有重要的意义。
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