无磁模具钢又名7Mn15Cr2Al3V2WMo钢,其化学成分示于表2-31-1
表2-31-1 7Mn15Cr2Al3V2WMo钢的化学成分(GB/T1299—2000)w/%
5CR21新型无磁模具钢全称5Cr21Mn9Ni4N,低镍奥氏体无磁不锈模具钢,内燃机气阀钢,此钢具有硬度高,耐磨性,磁导率低,在700~C温度下具有良好的韧性和的耐腐蚀性,是制造无磁模具的理想材料,产品化学成分稳定,性能,寿命耐久,不起锈,是目前取代7Mnl5、70Mn、50Mn等替代无磁钢的无磁模具钢 。
获得WC-Ni系无磁硬质合金有以下方法:
1.严格控制碳含量
WC-Ni合金和WC-Co合金一样,碳含量是影响W在粘结相中固容量的主要因素,即合金中碳化合物相的碳含量越低,Ni粘结相中W的固溶量越大,其变化范围约在10~31%。当W在Ni粘结相中的固溶量超过17%时,合金就呈无磁性。这种方法的实质是通过降低碳含量,提高W在粘结相中的固溶量来获得无磁硬质合金。实际通常采用碳含量低于理论碳含量的WC粉,或在混合料中加入W粉的方法来达到生产低碳合金的目的。不过,单纯利用控制碳含量的方法来制取无磁合金是非常困难的!
钒元素对于降低镍的居里点是有效的,而VC(碳化钒)是硬质合金好的晶粒长大抑制剂,增加VC(碳化钒)来生产无磁硬质合金是一种新的方法。
添加一定量的VC试样的磁导率(达到一点双零级)与国内现有的无磁硬质合金产品的磁导率相比有发幅度下降,也比无磁钢的磁导率低很多。VC在Ni中是有限固溶的,过量加入会导致VC的析出。从生产无磁合金的角度考虑,VC添加量在0.1~0.2%即可满足要求。在WC-10%Ni合金中添加1%Cr3C2也得到无磁合金,但从磁导率和距离温度(-6℃)来看,Cr3C2添加量较大而且无磁效果不如添加VC。
对无磁硬质合金进行研究是磁性材料生产的必然要求。在WC-10%Ni硬质合金中添加适量的VC,可以生产出性能的无磁硬质合金。与其它方法相比?添加剂的数量少,无磁性能优良。延续到终产品,只是视余氯量和形态不同,而具有程度的差异。含氯化合物在磁体中的夹杂存在,烧结中流动所产生的应力及腐蚀,以及事后侵蚀作用的长期存在,都可能使磁体的脆性增大(局部或整体),被侵蚀部位的机械强度也将减弱。
模具钢是用来制造冷冲模、热锻模、压铸模等模具的钢种。模具是机械制造、无线电仪表、电机、电器等工业部门中制造零件的主要加工工具。模具的质量直接影响着压力加工工艺的质量、产品的精度产量和生产成本,而模具的质量与使用寿命除了靠合理的结构设计和加工精度外,主要受模具材料和热处理的影响。
模具钢大致可分为:冷轧模具钢、热轧模具钢和塑料模具钢三类,用于锻造、冲压、切型、压铸等。由于各种模具用途不同,工作条件复杂,因此对模具用钢,按其所制造模具的工作条件,应具有高的硬度、强度、耐磨性,足够的韧性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。由于这类用途不同,工作条件复杂,因此对模具用钢的性能要求也不同。
冷轧模具包括冷冲模、拉丝模、拉延模、压印模、搓丝模、滚丝板、冷镦模和冷挤压模等。冷作模具用钢,按其所制造具的工作条件,应具有高的硬度、强度、耐磨性、足够的韧性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。用于这类用途的合金工具用钢一般属于高碳合金钢,碳质量分数在0.80%以上,铬是这类钢的重要合金元素,其质量分数通常不大于5%。但对于一些耐磨性要求很高,淬火后变形很小模具用钢,高铬质量分数可达13%,并且为了形成大量碳化物,钢中碳质量分数也很高,高可达2.0%~2.3%。冷作模具钢的碳含量较高,其组织大部分属于过共析钢或莱氏体钢。常用的钢类有高碳低合金钢、高碳高铬钢、铬钼钢、中碳铬钨钏钢等。
无磁模具钢淬火温度和热处理变形
为了便于生产,要求模具钢淬火温度范围尽可能放宽一些,特别是当模具采用火焰加热局部淬火时,由于难于准确地测量和控制温度,就要求模具钢有更宽的淬火温度范围。
模具在热处理时,尤其是在淬火过程中,要产生体积变化、形状翘曲、畸变等,为模具质量,要求模具钢的热处理变形小,特别是对于形状复杂的精密模具,淬火后难以修整,对于热处理变形程度的要求更为苛刻,应该选用微变形模具钢制造。