O1工具钢概述
- 类型:O1工具钢具有优良的可加工性、淬火后的尺寸稳定性、良好的切削刃保持性以及淬火和回火后的高表面硬度和韧性的组合。这些特性使得O1适合制造需要良好工具寿命和生产经济性的工具。高锰含量提供了在适当淬火温度下淬火时良好的尺寸稳定性。
- 不锈钢:O1工具钢的铬含量为0.5 - 0.7%,因此它不是不锈钢,不锈钢的铬含量至少为10.5%。
- 耐腐蚀性:O1具有一定的耐腐蚀性,但并不是传统意义上的耐腐蚀钢。要具有耐腐蚀性,铬含量至少需要达到10.5%。
- 磁性:是的,作为铁基金属,O1是铁磁材料,可以被磁化,适用于磁性夹紧。尽管热处理可能会影响其磁性能。
- 耐磨性:在1到6的等级中,O1工具钢的耐磨性为4。
- 热加工性:在热加工O1时,重要的是要停留在推荐的温区内以防止晶粒长大。如果需要更多时间,可能需要重新加热材料。
- 冷加工性:像其他钢材一样,冷加工O1会导致工作硬化,意味着它可能变形、变硬、延展性降低,导致开裂风险。
物理性能
- 硬度:O1工具钢的工作硬度范围为592 - 658 BHN(57 - 62 HRC)。
- 密度:O1工具钢的密度通常为0.283 lb/in³(7.83g/cm³)。
- 抗拉强度:O1工具钢的抗拉强度约为111.6 KSI。
- 屈服强度:O1工具钢的屈服强度范围在56.6 - 74 KSI(390 - 510 MPa)之间。
- 热导率:O1工具钢的热导率在室温下为33.0 W/(m*K)。
- 热膨胀系数:O1工具钢在温度变化时的膨胀或收缩系数。
- 比热容:O1的比热容为0.46 J/g-°C(0.109 BTU/lb-°F)。
- 电阻率:O1工具钢的电阻率值。
- 弹性模量(杨氏模量):O1工具钢的弹性模量为31000 KSI。
- 退火:将受保护的钢材均匀加热至1435°F(780°C),然后在炉中以每小时27°F(15°C)的速度冷却至1200°F(650°C),之后O1可以在空气中冷却至环境温度。
- 应力消除:在粗加工后将工件加热至1200°F(650°C)并保持2小时。慢慢冷却至930°F(500°C),然后可以自由地在空气中进一步冷却。
- 淬火:O1在温油中淬火至125 - 150°F(49 - 66°C),然后立即回火。冷却应该均匀且速度足够以避免零件变形,但也要考虑到过度变形和/或淬火裂纹。
- 回火:根据所需的硬度选择回火温度,回火两次并在回火之间冷却至室温。不要让回火温度低于360°F(182°C),并在所选温度下保持至少2小时。
表面处理
- 氮化:氮化处理向O1表面引入氮,形成坚硬的顶层,以提供更好的耐磨性和更好的疲劳寿命。
- 渗碳:通过向O1表面引入碳,构建坚硬的碳化物层,增加表面硬度和耐磨性。
- 碳氮共渗:该过程向表面层引入氮和碳化物,提高表面硬度、耐磨性以及在高温下的抗软化性。
- 黑氧化涂层(发蓝):黑氧化涂层可以提供一些额外的耐腐蚀性,但最常用于增强零件的美观性,通过给表面提供黑蓝色的表面着色,减少光线反射。
- PVD和CVD涂层:两种过程,物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD),在材料表面带来薄涂层。这层坚硬的薄层为材料提供了耐磨涂层。
加工
- 电火花加工(EDM):O1工具钢可以在退火状态和淬火状态下进行EDM加工。EDM可以引入一些热影响区域,这些区域与材料的其余部分相比会改变属性,为了恢复材料属性的统一性或减轻引入的应力或细化微观结构,O1可以进行回火。
- 锻造:锻造O1可以细化材料的晶粒结构,从而提高韧性和疲劳强度等机械性能。此外,锻造可以使材料更加均匀和均匀,从而增强整体性能。
- 焊接:如果采取适当的焊接预防措施,可以获得良好的焊接效果。
应用
O1工具钢可以用于广泛的应用,包括制造冲孔和冲压工具、剪切刀、螺纹工具、螺纹模具、铰刀、追踪器、量具、塑料模具、橡胶模具、校准器、导轨、模具、冲头、木工工具和机械刀具。
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