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量具專業知識介紹
本文導讀：
一、量具的工作條件及量具用鋼的性能要求
量具是用來度量工件尺寸的工具，如卡尺、塊規、塞規及千分尺等。由于量具在使用過程中經常受到工件的磨擦與碰撞，而雨量具本身又必須具備非常高的尺寸精確性和恒定性．因此要求具有以下性能：
（1）高硬度和高耐磨性．以此保證在長期使用中不致被很快磨損，而失去其精度。
（2）高的尺寸穩定性．以保證量具在使用和存放過程中保持其形狀和尺寸的恒定。
（3）足夠的韌性．以保證量具在使用時不致因偶然因素——碰撞而損壞。
（4）在特殊環境下具有抗腐蝕性。
二、常用量具用鋼
根據量具的種類及精度要求，量具可選用不同的鋼種：
（1）形狀簡單、精度要求不高的量具．可選用碳素工具鋼．如T10A、TllA。T12A。由于碳素工具鋼的淬透性低，尺寸大的量具采用水淬會引起較大的變形。因此．這類鋼只能制造尺寸小、形狀簡單、精度要求較低的卡尺、樣板、量規等量具。
（2）精度要求較高的量具（如塊規、塞規料通常選用高碳低合金工具鋼。如Cr2、CrMn、 CrWMn及軸承鋼GCr15等。由于這類鋼是在高碳鋼中加入Cr、Mn、W等合金元素，故可以提高淬透性、減少淬火變形、提高鋼的耐磨性和尺寸穩定性。
（3）對于形狀簡單、精度不高、使雨中易受沖擊的量具，如簡單平樣板、卡規、直尺及大型量具，可采用滲碳鋼15． 20、15Cr、20Cr等。但量具須經滲碳、淬火及低溫回火后使用。經上述處理后．表面具有高硬度、高耐磨性、心部保持足夠的韌性。也可采用中碳鋼50、55 60、65制造量具．但須經調質處理．再經高頻淬火回火后使用．亦可保證量具的精度。
（4）在腐蝕條件下工作的量具可選用不銹鋼4Cr13、9Cr18制造．經淬火、回火處理后可使其硬度達HRC56—58，同時可保證量具具有良好的耐腐蝕性和足夠的耐磨性。
若量具要求特別高的耐磨性和尺寸穩定性．可選滲氮鋼38CrMoAl或冷作模具鋼Cr12MoV。
3CrMoAl鋼經調質處理后精加工成形，然后再氯化處理．最后需進行研磨。Cr12MoV鋼經調質或淬火、回火后再進行表面滲氮或碳、氮共滲。兩種鋼經上過熱處理后．可使量具具有高耐磨性、高抗蝕性和高尺寸穩定性。
三、量具鋼的熱處理
量具鋼熱處理的主要特點是在保持高硬度與高耐磨性的前提下，盡量采取各種措施使量具在長期使用中保持尺寸的穩定。量具在使用過程中隨時間延長而發生尺寸變化的現象稱為量具的時效效應。這是因為．①用于制造量具的過共析鋼淬火后含有一定數量的殘余奧氏體，殘余奧氏體變為馬氏體引起體積膨版。②馬氏體在使用中繼續分解，正方度降低引起體積收縮③殘余內應力的存在和重新分布，使彈性變形部分地轉變為塑性變形引起尺寸變化。因此在量具的熱處理中．應針對上述原因采用如下熱處理措施：
（1）調質處理。其目的是獲得回火索氏體組織，以減少淬火變形和提高機械加工的光潔度。
（2）淬火和低溫回火。量具鋼為過共析鋼．通常采用不完全淬火加低溫回火處現在保證硬度的前提下，盡量降低淬火溫度并進行預熱，以減少加熱和冷卻過程中的溫差及淬火應力。量具的淬火方式為油冷（20～30℃）不宜采用分級淬火和等溫淬火．只有在特殊情況下才予以考慮。一般采用低溫回火，回火溫度為150～160℃，回火時間不應小于4～5h.
（3）冷處理。高精度量具在淬火后必須進行冷處理．以減少殘余奧氏體量．從而增加尺寸穩定性。冷處理溫度一般為一70—－80℃并在淬火冷卻到室溫后立即進行，以免殘余奧氏體發生陳化穩定。
（4）時效處理。為了進一步提高尺寸穩定性，淬火、回火后．再在120～150℃進行24～36 h的時效處理，這樣可消除殘余內應力，大大增加尺寸穩定性而不降低其硬度。總之．量具鋼的熱處理為除了要進行一段過共析鋼的正常熱處理（不完全淬火十低溫回火）之外．還需要有三個附加的熱處理工序．即淬火之前進行調質處理、正常淬火處理之間的冷處理、正常熱處理之后的時效處理。
量具是用來度量工件尺寸的工具，如卡尺、塊規、塞規及千分尺等。由于量具在使用過程中經常受到工件的磨擦與碰撞，而雨量具本身又必須具備非常高的尺寸精確性和恒定性．因此要求具有以下性能：
（1）高硬度和高耐磨性．以此保證在長期使用中不致被很快磨損，而失去其精度。
（2）高的尺寸穩定性．以保證量具在使用和存放過程中保持其形狀和尺寸的恒定。
（3）足夠的韌性．以保證量具在使用時不致因偶然因素——碰撞而損壞。
（4）在特殊環境下具有抗腐蝕性。
二、常用量具用鋼
根據量具的種類及精度要求，量具可選用不同的鋼種：
（1）形狀簡單、精度要求不高的量具．可選用碳素工具鋼．如T10A、TllA。T12A。由于碳素工具鋼的淬透性低，尺寸大的量具采用水淬會引起較大的變形。因此．這類鋼只能制造尺寸小、形狀簡單、精度要求較低的卡尺、樣板、量規等量具。
（2）精度要求較高的量具（如塊規、塞規料通常選用高碳低合金工具鋼。如Cr2、CrMn、 CrWMn及軸承鋼GCr15等。由于這類鋼是在高碳鋼中加入Cr、Mn、W等合金元素，故可以提高淬透性、減少淬火變形、提高鋼的耐磨性和尺寸穩定性。
（3）對于形狀簡單、精度不高、使雨中易受沖擊的量具，如簡單平樣板、卡規、直尺及大型量具，可采用滲碳鋼15． 20、15Cr、20Cr等。但量具須經滲碳、淬火及低溫回火后使用。經上述處理后．表面具有高硬度、高耐磨性、心部保持足夠的韌性。也可采用中碳鋼50、55 60、65制造量具．但須經調質處理．再經高頻淬火回火后使用．亦可保證量具的精度。
（4）在腐蝕條件下工作的量具可選用不銹鋼4Cr13、9Cr18制造．經淬火、回火處理后可使其硬度達HRC56—58，同時可保證量具具有良好的耐腐蝕性和足夠的耐磨性。
若量具要求特別高的耐磨性和尺寸穩定性．可選滲氮鋼38CrMoAl或冷作模具鋼Cr12MoV。
3CrMoAl鋼經調質處理后精加工成形，然后再氯化處理．最后需進行研磨。Cr12MoV鋼經調質或淬火、回火后再進行表面滲氮或碳、氮共滲。兩種鋼經上過熱處理后．可使量具具有高耐磨性、高抗蝕性和高尺寸穩定性。
三、量具鋼的熱處理
量具鋼熱處理的主要特點是在保持高硬度與高耐磨性的前提下，盡量采取各種措施使量具在長期使用中保持尺寸的穩定。量具在使用過程中隨時間延長而發生尺寸變化的現象稱為量具的時效效應。這是因為．①用于制造量具的過共析鋼淬火后含有一定數量的殘余奧氏體，殘余奧氏體變為馬氏體引起體積膨版。②馬氏體在使用中繼續分解，正方度降低引起體積收縮③殘余內應力的存在和重新分布，使彈性變形部分地轉變為塑性變形引起尺寸變化。因此在量具的熱處理中．應針對上述原因采用如下熱處理措施：
（1）調質處理。其目的是獲得回火索氏體組織，以減少淬火變形和提高機械加工的光潔度。
（2）淬火和低溫回火。量具鋼為過共析鋼．通常采用不完全淬火加低溫回火處現在保證硬度的前提下，盡量降低淬火溫度并進行預熱，以減少加熱和冷卻過程中的溫差及淬火應力。量具的淬火方式為油冷（20～30℃）不宜采用分級淬火和等溫淬火．只有在特殊情況下才予以考慮。一般采用低溫回火，回火溫度為150～160℃，回火時間不應小于4～5h.
（3）冷處理。高精度量具在淬火后必須進行冷處理．以減少殘余奧氏體量．從而增加尺寸穩定性。冷處理溫度一般為一70—－80℃并在淬火冷卻到室溫后立即進行，以免殘余奧氏體發生陳化穩定。
（4）時效處理。為了進一步提高尺寸穩定性，淬火、回火后．再在120～150℃進行24～36 h的時效處理，這樣可消除殘余內應力，大大增加尺寸穩定性而不降低其硬度。總之．量具鋼的熱處理為除了要進行一段過共析鋼的正常熱處理（不完全淬火十低溫回火）之外．還需要有三個附加的熱處理工序．即淬火之前進行調質處理、正常淬火處理之間的冷處理、正常熱處理之后的時效處理。