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最佳标准刀钢分析和综评

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刀具的刀片钢必须是坚硬的,能够保持切割,同时又非常具有韧性,使刀片在使用过程中不会断裂。然而,几乎没有任何钢厂专门开发刃具钢,因为全球对刀片钢的需求太低,无法证明开发成本是合理的。相反,许多刀片是由工具钢制成的,工具钢被设计为工业机器中用于切割的刀片钢。这些钢在世界市场上根据AISI标准进行标记,从D2到M4以及O1的最著名的刀片钢属于这一组。

CPM-M4工具钢可以作为坚韧耐用的刀片钢

刀具钢的名称是刀具爱好者词汇中最重要的东西。任何关于D2、1.1248或奥加米超级蓝等术语总在流行的讨论中。根据AISI标准,用DIN编号表示的德国钢材在刀具世界的语言中不如美国的名称常见。除了德语和美国的钢种名称外,日语、汉语、口语和制造商专用名称也被广泛混合,导致钢材型号、语言、规范、标准和商标几乎像巴比伦人一样混乱。

我们只知道特种刀具钢出现的时间很短,直到几年前,几乎所有的钢都是为工业机器而开发的。刀钢只是钢铁行业的一个微不足道的分支,因此没有任何公司在刀钢的开发或优化方面投入大量资金。

AISI(AISI-SAE工具钢等级)的缩写可以追溯到美国钢铁协会。“AISI”不仅是一个行业协会和说客,而且还制定标准和名称。在德国,这项任务由位于柏林的独立于制造商的“德国标准研究所(DIN)”负责。

在工业中,钢材被用于切割或加工材料,这导致了两个主要类别:高速钢(HSS)和工具钢。

刀具用钢

在寻找有用的刀具钢的过程中,很明显,现代第一批刀具制造商测试了工业部门使用的刀具钢。工具钢这个名字实际上来源于它在工业切割机中用于钻头、铣削头和刀片。

工具钢这个名字实际上来源于它在工业切割机中用于钻头、铣削头和刀片

高速钢传统上存在于钻头、铣床和锯片中。即使在今天,在五金店的钢钻头上也可以找到缩写“HSS”。工具钢的应用领域更广,主要包括用于切割、锯切或劈裂木材、纸张、金属、塑料和其他材料的钢。

旧工具钢M4,在其现代粉末冶金钢版本CPM-M4中,仍然是具有固定刀片的大刀的最佳钢材之一。

自20世纪40年代以来,钢材被优化用于工业应用,但时至今日,许多工具钢的配方可以追溯到这个时代。刀具理想的经典工具钢是A2、A10或O-1。对于符合AISI标准的钢,字母代表制造技术或应用特征:“A”类钢为空气硬化(Air Hardening),“O”类工具钢为油硬化(Oil)。

符合AISI标准的优质钢材型号代码如下:

·W–水硬化

·A–空气硬化

·O–油硬化

·S–高韧性钢(抗冲击)

·D–高碳钢和铬钢(耐用)

·T–钨基高速钢(钨)

·M–基于钼的高速钢

·H–可在高温下使用的钢(耐热)

·F–基于钨的高硬度水淬硬钢

·L–无腐蚀性钢(碳钢)

作为健全钢的工作钢,用作刀具刀片钢的所有工具钢概述如下:

○A2是一种针对耐磨性进行优化的钢,因此其韧性对于刀钢来说太低。它适用于没有任何剪切力或扭转力的短而高应力的刀片。

○A6在相对较低的温度(与油固化类型大致相同的温度)下空气硬化,并且尺寸稳定。因此,这种钢通常用于对耐磨性要求很低但稳定性很高的模具、成型工具或测量仪器。作为刀具的刀片钢,A6只起了很小的作用。

○A10的特征在于石墨颗粒的分布特别均匀。这种钢的均匀结构确保了具有高韧性的非常锋利的切削刃。A10通常用于测量仪器、轴承、剪刀和冲头,但很少用作刀具的刀片钢。

○D2是具有高碳含量和高铬含量(约12%)的工具钢。该钢具有一定的耐腐蚀性,具有良好的综合性能。D2是制造刀片时最常用的工具钢。作为刀片钢,D2可以进行高达65 HRC的热处理,从而形成非常锋利的刀片。

○O1可以被视为A2的替代品,因为这种工具钢已经针对韧性进行了优化。O1因此特别适用于长刀片,例如大型户外刀具和长剑或砍刀。必须降低切割稳定性和腐蚀惯性,O1制成的刀片往往会出现点状锈点。O1制成的刀片即使在最恶劣的载荷下也几乎坚不可摧。

○M2比D2稍硬,可用作高速工具钢(钻头、铣削头)。M2在工业机器中使用时即使在高温下也能保持锋利的切削刃。作为刀具的刀片钢,M2不起任何作用。

○M4现在主要以粉末冶金工艺生产,然后作为坩埚工业粉末冶金钢的产品被命名为CPM REX M4 HC。CPM-M4是非常坚韧而耐磨的,具有仍然可接受的腐蚀惯性值和切口保持率。对机械应力的高抵抗力导致CPM-M4被用于大型户外和生存刀具以及木材工具领域。

○S1针对缺口抗冲击性进行了优化,不再用作刀具的刀片钢。

○S7也不起刀片钢的主要作用,尽管其性能满足刀具的要求。S7的特点是高强度和耐磨性,同时保持良好的韧性。作为一种低合金钢,S7的耐腐蚀性很低。

○W2可以硬化至67 HRC,并具有良好的切削保持力。W2的韧性仅适用于不受剪切力或扭转力影响的短而有力的刀片。

CPM-M4粉末高速钢是目前高速钢中韧性很好,同时又有极佳耐磨性的钢种,使直刀坚韧耐磨

今天的工具钢

并非所有AISI标准的钢材都已在刀具领域站稳脚跟,有些钢材已经使用了60多年,今天仍在用于高质量刀具。D2是最著名的工具钢之一,几乎没有其他刀具钢被这么多制造商使用。D2钢在硬度、韧性或切削稳定性方面都不属于各自的顶级钢,但这种钢没有弱点。正是其卓越的综合性能使D2成为最受欢迎的刀具钢之一。

尽管如此,D2在一些持刀迷中已成为二等钢。不良体验通常指的是不令人满意的切削稳定性或切削刃处的细小缺口。

D2钢在综合性能上成为最受欢迎的刀具钢之一,因为它在各方面都很均衡

原因与其说是钢材本身,不如说是D2由许多不同的制造商提供。这就是为什么这种刀片钢的质量差异比只有一家制造商生产的刀片钢更大的原因。

粉末冶金优质钢

千禧年前后,粉末冶金钢开始了胜利的进军。在大多数情况下,这些都不是新的配方,但像M4或D2这样的经典工具钢只经过新的制造工艺。许多粉末冶金生产的钢由美国制造商坩埚工业(Crucible Industries)生产,并以CPM(Crucible Particle Metallurgy坩埚颗粒冶金)商标提供。

粉末冶金D2钢因此具有CPM-D2的名称,并且在碳含量或合金元素的比例方面或者仅在细微之处与传统D2工具钢没有区别。M4和其他粉末冶金刀具钢的命名方式类似。

在一些地方,基于AISI标准的名称与品牌名称或品牌名称合并。制造商的商标并使概述复杂化。一个例子是来自Böhler的刀片钢K110。这是该公司的一个自有品牌,其成分与经典D2钢的区别微乎其微。

尽管现代高科技产品现在被用作高质量袖珍刀的刀片钢,但工具钢今天仍然流行

许多其他刀具钢仅以一个品牌名称为人所知,包括目前流行的Crucible Steel的CPM-S30V和CPM-S35VN粉末冶金钢,以及Böhler Uddeholm的Elmax和M390粉末冶金钢。Elmax,在工业部门通常被称为“粉末高速钢(Elmax Superclean)”,是一种粉末冶金钢,最初是为工业应用和医疗技术开发的。

根据AISI标准,目前最常用的工具钢是上述D2和M4钢。D2是一种综合全能型,从印尼卡拉姆比特爪刀(Karambit)到户外刀具,再到战斗刀具,M4是一种高冲击钢。这些刀钢最初是为具有高切削性能和高施力的机床而开发的。这些特性使M4成为木材、斧头、战斧以及户外和生存刀具的刀片钢。

D2在第二次世界大战期间被开发为工具钢,如今只发挥了很小的作用。除了D2和M4,只有工具钢O-1作为特殊刀片的刀钢存活至今。然而,它的耐腐蚀性低是一个缺点,许多客户认为这是一个劣势,但O-1与旧钢铁相去甚远。由于其高韧性,在户外大型刀具、砍刀甚至长剑的刀片方面,旧工具钢优于许多现代刀钢。

许多刀迷非常重视钢材的类型,而忽略了决定刀片钢材质量的不是合金,而是其热处理的质量。十分之几的钒或百分之一的铬自然会影响成品刀片的性能。另一方面,热处理中的一个小错误会使每一把刀钢都变得低劣,甚至完全无法使用。

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