各種量具如何選用鋼材？
量具用鋼
（1）量具的工作條件及量具用鋼的性能要求 由于量具在使用過程中經(jīng)常受到工件的摩擦與碰撞，而量具本身又必須具備非常高的尺寸精確性和恒定性，因此，要求具有以下性能。
①高硬度和高耐磨性：以此保證在長期使用中不致被很快磨損，而失去其精度。
②高的尺寸穩(wěn)定性：以保證量具在使用和存放過程中保持其形狀和尺寸的恒定。
③足夠的韌性：以保證量具在使用時不致因偶然因素——碰撞而損壞。
④在特殊環(huán)境下具有耐腐蝕性。
（2）常用量具用鋼的選用
①形狀簡單、精度要求不高的量具?？蛇x用碳素工具鋼，如T10A、T11A、T12A。由于碳素工具鋼的淬透性低，尺寸大的量具采用水淬，會引起較大的變形。因此，這類鋼只能制造尺寸小、形狀簡單、精度要求較低的卡尺、樣板、量規(guī)等量具。
②精度要求較高的量具，如塊規(guī)、塞規(guī)，通常選用高碳低合金工具鋼，如Cr2、CrMn、CrWMn及軸承鋼GCr15等。由于這類鋼是在高碳鋼中加入Cr、Mn、W等合金元素，故可以提高淬透性、減少淬火變形、提高鋼的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。
③對于形狀簡單、精度不高、在使用中易受沖擊的量具，如簡單平樣板、卡規(guī)、直尺及大型量具，可采用滲碳鋼15、20、15Cr、20Cr等。但量具需經(jīng)滲碳、淬火及低溫回火后使用，經(jīng)上述處理后，表面具有高硬度、高耐磨性，心部保持足夠的韌性。也可采用中碳鋼50、55、60、65制造量具，但需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，再經(jīng)高頻淬火、回火后使用，可保證量具的精度。
④在腐蝕條件下工作的量具可選用不銹鋼4Cr13、9Cr18制造。經(jīng)淬火、回火處理后硬度可達(dá)56～58HRC，同時可保證量具具有良好的而腐蝕性和足夠的耐磨性。
若量具要求特別高的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性，可選用滲氮鋼38CrMoAl或冷作模具鋼Cr12MoV。38CrMoAl鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后精加工成型，然后再氮化處理和研磨；Cr12MoV鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)或淬火、回火后再進(jìn)行表面滲氮或碳、氮共滲。
兩種鋼經(jīng)上述過熱處理后，可使量具具有高耐磨性、高耐蝕性和高尺寸穩(wěn)定性。
（3）量具鋼的熱處理 在保持高硬度與高耐磨性的前提下，量具鋼的熱處理應(yīng)盡量采取各種措施，長期保持使用中的尺寸穩(wěn)定性。量具在使用過程中隨時間延長而發(fā)生尺寸變化。用于制造量具的過共析鋼淬火后含有一定數(shù)量的殘余奧氏體，殘余奧氏體變?yōu)轳R氏體引起體積膨脹。馬氏體在使用中繼續(xù)分解，正方度降低引起體積收縮。殘余內(nèi)應(yīng)力的存在和重新分布，使彈性變形部分地轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄宰冃我鸪叽缱兓?。因此在量具的熱處理中，?yīng)針對上述原因采用如下熱處理措施。
①調(diào)質(zhì)處理：其目的是獲得回火索氏體組織，以減少淬火變形和提高機(jī)械加工的光潔度。
②淬火和低溫回火：量具鋼為過共析鋼，通常采用不完全淬火加低溫回火處理，在保證硬度的前提下，盡量降低淬火溫度并進(jìn)行預(yù)熱，以減少加熱和冷卻過程中的溫差及淬火應(yīng)力。量具的淬火方式為油冷（20～30℃），不宜采用分級淬火和等溫淬火，只有在特殊情況下才予以考慮，一般采用低溫回火，回火溫度為150～160℃，回火時間≥4～5h。
③冷處理：高精度量具在淬火后必須進(jìn)行冷處理，以減少殘余奧氏體量，從而增加尺寸穩(wěn)定性。冷處理溫度一般為—70～—80℃，并在淬火冷卻到室溫后立即進(jìn)行，以免殘余奧氏體發(fā)生陳化穩(wěn)定。
④時效處理：為了進(jìn)一步提高尺寸穩(wěn)定性，經(jīng)淬火、回火后，在120～150℃進(jìn)行24～36h的時效處理，這樣可消除殘余內(nèi)應(yīng)力，大大增加尺寸穩(wěn)定性而不降低其硬度。
量具鋼的熱處理除了要進(jìn)行過共析鋼的正常熱處理，即不完全淬火+低溫回火之外，還需要有三個附加的熱處理工序，即淬火之前進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理、正常淬火處理之間的冷處理、正常熱處理之后的時效處理。
（1）量具的工作條件及量具用鋼的性能要求 由于量具在使用過程中經(jīng)常受到工件的摩擦與碰撞，而量具本身又必須具備非常高的尺寸精確性和恒定性，因此，要求具有以下性能。
①高硬度和高耐磨性：以此保證在長期使用中不致被很快磨損，而失去其精度。
②高的尺寸穩(wěn)定性：以保證量具在使用和存放過程中保持其形狀和尺寸的恒定。
③足夠的韌性：以保證量具在使用時不致因偶然因素——碰撞而損壞。
④在特殊環(huán)境下具有耐腐蝕性。
（2）常用量具用鋼的選用
①形狀簡單、精度要求不高的量具?？蛇x用碳素工具鋼，如T10A、T11A、T12A。由于碳素工具鋼的淬透性低，尺寸大的量具采用水淬，會引起較大的變形。因此，這類鋼只能制造尺寸小、形狀簡單、精度要求較低的卡尺、樣板、量規(guī)等量具。
②精度要求較高的量具，如塊規(guī)、塞規(guī)，通常選用高碳低合金工具鋼，如Cr2、CrMn、CrWMn及軸承鋼GCr15等。由于這類鋼是在高碳鋼中加入Cr、Mn、W等合金元素，故可以提高淬透性、減少淬火變形、提高鋼的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。
③對于形狀簡單、精度不高、在使用中易受沖擊的量具，如簡單平樣板、卡規(guī)、直尺及大型量具，可采用滲碳鋼15、20、15Cr、20Cr等。但量具需經(jīng)滲碳、淬火及低溫回火后使用，經(jīng)上述處理后，表面具有高硬度、高耐磨性，心部保持足夠的韌性。也可采用中碳鋼50、55、60、65制造量具，但需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，再經(jīng)高頻淬火、回火后使用，可保證量具的精度。
④在腐蝕條件下工作的量具可選用不銹鋼4Cr13、9Cr18制造。經(jīng)淬火、回火處理后硬度可達(dá)56～58HRC，同時可保證量具具有良好的而腐蝕性和足夠的耐磨性。
若量具要求特別高的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性，可選用滲氮鋼38CrMoAl或冷作模具鋼Cr12MoV。38CrMoAl鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后精加工成型，然后再氮化處理和研磨；Cr12MoV鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)或淬火、回火后再進(jìn)行表面滲氮或碳、氮共滲。
兩種鋼經(jīng)上述過熱處理后，可使量具具有高耐磨性、高耐蝕性和高尺寸穩(wěn)定性。
（3）量具鋼的熱處理 在保持高硬度與高耐磨性的前提下，量具鋼的熱處理應(yīng)盡量采取各種措施，長期保持使用中的尺寸穩(wěn)定性。量具在使用過程中隨時間延長而發(fā)生尺寸變化。用于制造量具的過共析鋼淬火后含有一定數(shù)量的殘余奧氏體，殘余奧氏體變?yōu)轳R氏體引起體積膨脹。馬氏體在使用中繼續(xù)分解，正方度降低引起體積收縮。殘余內(nèi)應(yīng)力的存在和重新分布，使彈性變形部分地轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄宰冃我鸪叽缱兓?。因此在量具的熱處理中，?yīng)針對上述原因采用如下熱處理措施。
①調(diào)質(zhì)處理：其目的是獲得回火索氏體組織，以減少淬火變形和提高機(jī)械加工的光潔度。
②淬火和低溫回火：量具鋼為過共析鋼，通常采用不完全淬火加低溫回火處理，在保證硬度的前提下，盡量降低淬火溫度并進(jìn)行預(yù)熱，以減少加熱和冷卻過程中的溫差及淬火應(yīng)力。量具的淬火方式為油冷（20～30℃），不宜采用分級淬火和等溫淬火，只有在特殊情況下才予以考慮，一般采用低溫回火，回火溫度為150～160℃，回火時間≥4～5h。
③冷處理：高精度量具在淬火后必須進(jìn)行冷處理，以減少殘余奧氏體量，從而增加尺寸穩(wěn)定性。冷處理溫度一般為—70～—80℃，并在淬火冷卻到室溫后立即進(jìn)行，以免殘余奧氏體發(fā)生陳化穩(wěn)定。
④時效處理：為了進(jìn)一步提高尺寸穩(wěn)定性，經(jīng)淬火、回火后，在120～150℃進(jìn)行24～36h的時效處理，這樣可消除殘余內(nèi)應(yīng)力，大大增加尺寸穩(wěn)定性而不降低其硬度。
量具鋼的熱處理除了要進(jìn)行過共析鋼的正常熱處理，即不完全淬火+低溫回火之外，還需要有三個附加的熱處理工序，即淬火之前進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理、正常淬火處理之間的冷處理、正常熱處理之后的時效處理。
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