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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!
就第二种方法来说,虽然可以满足生产无磁硬质合金的要求,但还存在一些问题。碳含量是生产无磁合金中比较难准确控制的因素,也是获得正常性能硬质合金的基本前提。W-C-Ni三元系能得到正常组织结构(二相区)的碳成分范围比较窄,而其中能够获得无磁合金的范围更窄。在工业生产条件下,比较难以合金组织在二相区中的无碳区。如果希望合金无磁,往往控制碳含量在二相区的低碳侧,如果碳含量过低,就会析出θ相,从而严重影响合金机械性能。虽然添加Mo、Ta等合金元素可使合金粘结相二相区中无碳区的范围增大,但增宽幅度毕竟有限。
对于添加Cr生产无磁合金的方法来说,其磁性不依赖合金碳含量的变化。但是加入Cr3C2(碳化铬)后合金的强度会受到影响。目前生产的无磁硬质合金,无磁的重要指标是磁导率偏高,其机械性能(强度、硬度、耐磨性等)有待进一步提高。
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。
塑料模具钢的选用
薄壁的塑料箱体,生产批量在小于10万件时,用P20,P21预硬态(HB250~300),腐蚀性较强时用414L。
高寿命的普通塑料模,用P6或P20,经渗碳一淬火后硬度在HRC54-58;塑料件不太大时,可用O1,S7。腐蚀性较强时用420。
非高温的热固性模用P6,P20经渗碳淬火后使用。腐蚀性强用420。
高温热固性塑料模用H13和S7或渗碳钢P4。这些含铬较高有好的抗回火性和抗高温氧化性。
(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。