工具钢以其独特的硬度而闻名，用于制造刀具和钻头等切削工具，以及用于冲压和成型金属板的模具。虽然选择工具钢看起来很简单，但这个过程需要权衡——使任务成为一门艺术和一门科学。选择最佳工具钢牌号将取决于许多因素，包括：

具体应用

类似应用中的故障历史

工具钢成本

工具钢牌号及相应应用

根据其成分、锻造或轧制的温度范围以及它们所经历的硬化类型，工具钢有多种等级可供选择。在AISI - SAE工具钢的通用等级是O-1，A-2，和d-2。这些标准等级的钢被认为是“冷加工钢”，可以在高达约 400°C 的温度下保持其切削刃。它们具有良好的硬度、耐磨性和抗变形性。

O-1是一种硬度高、切削加工性好的油硬化钢。该等级的工具钢主要用于切割工具和钻头以及刀叉等物品。

A-2是一种空气硬化钢，含有中等量的合金材料（铬）。它具有良好的机械加工性以及耐磨性和韧性的平衡。A-2是最常用的空气硬化钢品种，常用于冲裁成型冲头、切边模具和注塑模具。

D-2 钢可以是油硬化或空气硬化，并且比 O-1 和 A-2 钢含有更高百分比的碳和铬。它具有高耐磨性、良好的韧性和热处理后的低变形。D-2 钢中较高的碳和铬含量使其成为需要更长刀具寿命的应用的理想选择。

其他工具钢牌号包含更高百分比的不同类型合金，例如高速钢 M2，可以选择用于大批量生产。各种热加工钢可以在高达 1000°C 的更高温度下保持锋利的切削刃。

工具钢如何失效？

在选择工具钢牌号之前，重要的是要通过检查失效的工具来考虑哪种工具最有可能在此应用中失效。例如，一些工具由于磨料磨损而失效，其中被切割的材料会磨损工具表面，尽管这种类型的失效发生的速度很慢并且是可以预见的。磨损到失效的工具需要具有更高耐磨性的工具钢。

其他类型的故障更具灾难性，例如开裂、碎裂或塑性变形。对于已经折断或开裂的工具，应增加工具钢的韧性或抗冲击性（注意，抗冲击性会因缺口、咬边和锐角半径而降低，这些在工具和模具中很常见）。对于在压力下变形的工具，应增加硬度。

但是请记住，工具钢的特性彼此之间没有直接关系，因此例如，您可能需要牺牲韧性以获得更高的耐磨性。这就是为什么了解不同工具钢的特性以及其他因素（例如模具的几何形状、所加工的材料以及工具本身的制造历史）如此重要的原因。

工具钢成本

选择工具钢等级时要考虑的最后一个问题是成本。如果工具被证明是劣质的并且过早失效，则在材料选择上的切入可能不会降低总体生产成本。应进行成本效益分析，以确保所选择的工具钢材料能够提供所需的性能。

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