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 。
无磁合金,是指没有磁性或者弱磁性的硬质合金材料。无磁硬质合金材料的研发和生产是新型硬质合金材料意义重大的表现。无磁合金,是指没有磁性或者弱磁性的硬质合金材料。由于生产磁性材料的成型模具要求采用无磁性的材料,以往一直用无磁钢,其模具性能较差,硬度低,使用寿命短,而且使用一段时间过后模具内壁严重拉毛、变形等,进而影响磁性材料的尺寸精度和表面质量。而今采用无磁硬质合金,以其的性能代替无磁钢可以成倍的提高工作效率。
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!
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。
(1)硬度硬度是模具钢的主要技术指标,模具在高应力的作用下欲保持其形状尺寸不变,具有足够高的硬度。冷作模具钢在室温条件下一般硬度保持在HRC60左右,热作模具钢根据其工作条件,一般要求保持在HRC40~55范围。对于同一钢种而言,在一定的硬度值范围内,硬度与变形抗力成正比;但具有同一硬度值而成分及组织不同的钢种之间,其塑性变形抗力可能有明显的差别。
(2)红硬性 在高温状态下工作的热作模具,要求保持其组织和性能的稳定,从而保持足够高的硬度,这种性能称为红硬性。碳素工具钢、低合金工具钢通常能在180~250℃的温度范围内保持这种性能,铬钼热作模具钢一般在550~600℃的温度范围内保持这种性能。钢的红硬性主要取决于钢的化学成分和热处理工艺。
(3)抗压屈服强度和抗压弯曲强度 模具在使用过程中经常受到强度较高的压力和弯曲的作用,因此要求模具材料应具有一定的抗压强度和抗弯强度。在很多情况下,进行抗压试验和抗弯试验的条件接近于模具的实际工作条件(例如,所测得的模具钢的抗压屈服强度与冲头工作时所表现出来的变形抗力较为吻合)。抗弯试验的另一个优点是应变量的值大,能较灵敏地反映出不同钢种之间以及在不同热处理和组织状态下变形抗力的差别。