工具钢等级

钢铁工具使人类能够将木材、塑料和金属塑造成数十亿件提高生活质量的物品。使用工具钢，两个词隐约可见：边缘和冲击。含碳量比较高的合金钢更容易磨成细刃，这种锋利度可以承受生产的严苛。相反，低碳钢很难达到精细的边缘，但经得起反复的冲击。要为项目选择正确的工具钢类型，了解其等级及其在制造过程中的位置是有帮助的。

工具钢的种类

与所有钢一样，工具钢含有铁、碳、锰、磷和硫。从这一点出发，合金金属和一系列制造工艺相结合，产生了六个字母编码类别的工具钢等级：

• W 级：水硬化
• O 级：油硬化
• A 级：空气硬化
• D级：D型
• S 级：抗冲击
• H 级：热加工

每个字母等级依次包含几种合金类型，用数字表示，例如A2和O1。

工具钢牌号

根据项目的预算和用例，这多种类型中的任何一种都可能被证明是最合适的。

水硬化：W 级

最古老和最便宜的工具钢牌号得名于制造过程的水淬步骤。淬火是将淬硬钢中的合金和铁分子结合在一起的基本快速冷却阶段。 W 牌号类型不包含其他工具牌号中存在的任何合金元素，因此水硬化工艺生产的钢具有软芯和高硬度。通过仔细退火，W 级钢拥有所有工具钢中最高的可加工性。由于碳含量高，一些 W 级类型不需要进一步的热处理。 W 级类型在 300 华氏度以上软化，不太适合高温用途。

W级工具钢的用途包括：

• 餐具
• 压花水龙头
• 雕刻邮票
• 钻头
• 圆刀
• 剃须刀片
• 木车床工具

油硬化：O 级

与 W 级类似，O 级是一种相对便宜的高碳钢。 O 级类型通常含有微量的铬和锰以帮助硬化。与水淬相比，油淬允许在生产阶段更慢地冷却。这种逐渐冷却产生的工具钢在热处理生产阶段变形的可能性要小得多。所得合金的脆性也较小。

O1 型是最流行的 O 级合金，是一种通用工具钢，在锐化时可以保持边缘。在制造环境中，这种合金在夹具、导轨、冲头和修整模具中很受欢迎。 O1钢是可焊接的，但合金需要小心加热以避免裂纹。

O6 型合金包括硅和更高的铬含量。这种高度可加工的合金具有出色的金属对金属磨损性能。 O6 型在润滑时还能保留油，使该合金成为螺纹切削的理想选择。 O6 合金适用于凸轮、衬套、剪切刀片和造粒机板。

空气硬化：A 级

空气硬化工具钢在价格、强度、韧性和可加工性方面取得了令人赞叹的平衡。直径高达 100 毫米，5% 的铬含量允许 A 级工具钢类型通过空气或加压气体硬化。空气硬化工具钢类型在其生产的热处理阶段保持低变形。该技术使钢的耐磨性优于 O 级钢，成本低于高铬 D 级钢。

A2是最常用的A级工具钢，其典型应用包括木工刀具、中型冲头和锤子。 A2 型也可用于不太复杂的模具的塑料注射成型。 A7 型使用铬和钒产生耐磨性，其 A2 表亲提高了 50%。 A7 型能够承受沙子、砾石和泥浆的磨损，非常适合粉末压制工具、陶瓷挤压工具和砖模内衬。

A级类型的其他用途包括：

• 车床中心刀
• 工业模具折弯形式
• 仪表
• 工业刀具
• 消隐模具
• 心轴

D 型：D 级

D 级工具钢的碳含量增加 1%，铬含量几乎是 A 级工具钢的三倍，在高温应用中表现出色。一些 D 级合金包括钼、钴或钒，以提高热性能。 D 级工具钢能够在接近 800 华氏度的温度下保持硬度，非常适合压铸、模具弯曲和锻造模具。除了高耐热性外，D 型还可以抵抗与其他金属滑动接触造成的磨损。这种耐磨性使 D 级工具钢能够用作棒材、管材和线材的拉丝模具。钢铁生产商对其 D 级产品同时采用空气淬火和油淬火。

D 类型的其他应用包括：

• 锻造模具
• 汽车发动机气门
• 覆膜工具
• 滚花工具
• 食品加工刀具

抗冲击：S级

S 级工具钢是一种低碳钢，旨在承受持续的高冲击，是手提钻钻头和重型冲头的首选材料。硅、铬和钨使 S 级合金具有抗冲击性，但代价是耐磨性低。钢铁生产商对直径达 60 毫米的 S 级钢使用油淬，对较大的零件使用水淬。除了抗冲击性外，S 级工具钢还在宽泛的温度范围内表现出色，并提供高于平均水平的切削加工性。

S7 型钢是冷作工具的理想选择，包括剪切刀片、凿子和冲头。 S7 型也是 1,000 华氏度以下工具应用的选择。S5 型具有 S 级钢中最高的抗冲击性，是气动工具离合器和冲压模具的首选。 S级类型的其他应用包括：

• 餐具模具
• 钉枪锤
• 木材削片刀
• 电钻夹爪
• 型锻模具
• 采石工具

热加工：H 级

H 级类型是非常适合极端温度要求的低碳工具钢。这种品质源于钢材独特的生产步骤。热加工工艺将钢加热到金属的再结晶温度以上。这种加热引起的分子变化产生了具有出色均匀性的工具钢。虽然热加工工艺不会提高金属的固有抗拉强度，但均匀性大大降低了 H 级钢出现裂纹的风险。

在工具钢中，H 级类型是红硬性的冠军，当加热到暗红色时保持硬度的质量。三种合金金属针对不同的制造任务微调 H 级类型：

• 铬： H1 至 H19 型具有 5% 的铬，产生的合金能够承受快速加热和冷却循环。这种抗热疲劳性使 H 级铬合金成为热锻模的首选金属。在压铸过程中，这些合金充当嵌件、型芯和型腔。通过注塑成型，铬合金 H 级工具钢在型腔模具方面表现出色。
• 钨： H20 至 H39 型使用的钨含量高达 18%。这种合金可以承受与热金属的长时间接触，使其能够用于黄铜、镍和钢的挤压模具。 H 级钨合金在芯轴生产中大放异彩。
• 钼： 对于 H40 至 H59 型，钼含量为 5% 的合金可用于极端温度条件。钼合金具有高耐腐蚀性和出色的耐磨性，在成型模具和冲头方面表现出色。

结论

选择正确的工具钢等级对于项目的成功至关重要。工具制造商的选择同样重要。二十多年来，Special Tool &Engineering 的内部能力使我们能够满足世界上最苛刻的制造商的工具需求。