此類鋼的碳含量范圍為0.65%~1.35%。在中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB1298—77中共有8個牌號碳素工具鋼。其中碳含量較低的T7鋼具有良好的韌性,但耐磨性不高,適于制作切削軟材料的刃具和承受沖擊負(fù)荷的工具,如木工工具、鐮刀、鑿子、錘子等。T8鋼具有較好的韌性和較高的硬度,適于制作沖頭、剪刀,也可制作木工工具。錳含量較高的T8Mn鋼淬透性較好,適于制作斷口較大的木工工具、煤礦用鑿、石工鑿和要求變形小的手鋸條、橫紋銼刀。T10鋼耐磨性較好,應(yīng)用范圍較廣,適于制作切削條件較差、耐磨性要求較高的金屬切削工具,以及冷沖模具和測量工具,如車刀、刨刀、銑刀、搓絲板、拉絲模、刻紋鑿子、卡尺和塞規(guī)等。T12鋼硬度高、耐磨性好,但是韌性低,可以用于制作不受沖擊的,要求硬度高、耐磨性好的切削工具和測量工具,如刮刀、鉆頭、鉸刀、擴孔鉆、絲錐、板牙和千分尺等。T13鋼是碳素工具鋼中碳含量的鋼種,其硬度,但韌性低,不能承受沖擊載荷,只適于制作切削高硬度材料的刃具和加工堅硬巖石的工具,如銼刀、刻刀、拉絲模具、雕刻工具等。
碳素工具鋼如用水(或鹽水、堿水)淬火會引起較大的畸變。堿浴分級淬火是解決其冷作模具淬火畸變的有效措施,又可基本上消除開裂現(xiàn)象。采用160~180℃堿浴分級淬火特別適合于不需要磨刃的成形模具,或只需要表面硬度,中心有一定強度、高韌度的塑料壓模、冷鐓模等,或小型的刃口模具(如沖頭、落料模等)。
碳素工具鋼(carbon tool steel) 按照GB/T13304《鋼分類》第1部分%26ldquo;鋼按化學(xué)成分分類%26rdquo;,碳素工具鋼屬于非合金鋼。按照應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)第2部分%26ldquo;鋼按主要質(zhì)量等級和主要性能及使用特性分類%26rdquo;,碳素工具鋼屬于特殊質(zhì)量非合金鋼。
碳素工具鋼價廉易得,易于鍛造成形,切削加工性也比較好。碳素工具鋼的主要缺點是淬透性差,需要用水、鹽水或堿水淬火,畸變和開裂傾向性大,耐磨性和熱強度都很低。因此,碳素工具鋼只能用來制造一些小型手工刀具或木工刀具,以及精度要求不高、形狀簡單、尺寸小、負(fù)荷輕的小型冷作模具,如用來制造小沖頭、剪刀、冷沖模、冷鐓模等。特別需要指出的是,碳素工具鋼適于做冷鐓模,根據(jù)冷鐓模的工作條件,模具材料除了應(yīng)有足夠的強度以及模具工作表面和型腔要有足夠的硬度和硬化層外,還需要有足夠的韌度,故這類模具熱處理后要求內(nèi)孔有一定的淬硬層而外部不能淬硬,從而可保持有較高的韌度。如果淬硬層過深,會因工作中承受大的沖擊而迅速開裂。但對尺寸較大、負(fù)荷較重的冷鐓模,也會因淬硬層薄和基體太軟而壓陷。