獲得WC-Ni系無磁硬質(zhì)合金有以下方法:
1.嚴(yán)格控制碳含量
WC-Ni合金和WC-Co合金一樣,碳含量是影響W在粘結(jié)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粘結(jié)相中W的固溶量越大,其變化范圍約在10~31%。當(dāng)W在Ni粘結(jié)相中的固溶量超過17%時(shí),合金就呈無磁性。這種方法的實(shí)質(zhì)是通過降低碳含量,提高W在粘結(jié)相中的固溶量來獲得無磁硬質(zhì)合金。實(shí)際通常采用碳含量低于理論碳含量的WC粉,或在混合料中加入W粉的方法來達(dá)到生產(chǎn)低碳合金的目的。不過,單純利用控制碳含量的方法來制取無磁合金是非常困難的!
釩元素對(duì)于降低鎳的居里點(diǎn)是有效的,而VC(碳化釩)是硬質(zhì)合金好的晶粒長(zhǎng)大抑制劑,增加VC(碳化釩)來生產(chǎn)無磁硬質(zhì)合金是一種新的方法。
添加一定量的VC試樣的磁導(dǎo)率(達(dá)到一點(diǎn)雙零級(jí))與國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的無磁硬質(zhì)合金產(chǎn)品的磁導(dǎo)率相比有發(fā)幅度下降,也比無磁鋼的磁導(dǎo)率低很多。VC在Ni中是有限固溶的,過量加入會(huì)導(dǎo)致VC的析出。從生產(chǎn)無磁合金的角度考慮,VC添加量在0.1~0.2%即可滿足要求。在WC-10%Ni合金中添加1%Cr3C2也得到無磁合金,但從磁導(dǎo)率和距離溫度(-6℃)來看,Cr3C2添加量較大而且無磁效果不如添加VC。
對(duì)無磁硬質(zhì)合金進(jìn)行研究是磁性材料生產(chǎn)的必然要求。在WC-10%Ni硬質(zhì)合金中添加適量的VC,可以生產(chǎn)出性能的無磁硬質(zhì)合金。與其它方法相比?添加劑的數(shù)量少,無磁性能優(yōu)良。延續(xù)到終產(chǎn)品,只是視余氯量和形態(tài)不同,而具有程度的差異。含氯化合物在磁體中的夾雜存在,燒結(jié)中流動(dòng)所產(chǎn)生的應(yīng)力及腐蝕,以及事后侵蝕作用的長(zhǎng)期存在,都可能使磁體的脆性增大(局部或整體),被侵蝕部位的機(jī)械強(qiáng)度也將減弱。
冷軋模具包括冷沖模、拉絲模、拉延模、壓印模、搓絲模、滾絲板、冷鐓模和冷擠壓模等。冷作模具用鋼,按其所制造具的工作條件,應(yīng)具有高的硬度、強(qiáng)度、耐磨性、足夠的韌性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。用于這類用途的合金工具用鋼一般屬于高碳合金鋼,碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.80%以上,鉻是這類鋼的重要合金元素,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常不大于5%。但對(duì)于一些耐磨性要求很高,淬火后變形很小模具用鋼,高鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)13%,并且為了形成大量碳化物,鋼中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)也很高,高可達(dá)2.0%~2.3%。冷作模具鋼的碳含量較高,其組織大部分屬于過共析鋼或萊氏體鋼。常用的鋼類有高碳低合金鋼、高碳高鉻鋼、鉻鉬鋼、中碳鉻鎢釧鋼等。
按熱強(qiáng)性排列的主系列進(jìn)行選材:
低合金調(diào)質(zhì)模具鋼(6G,6F2,6F3)→中鉻熱作模具鋼(H11、H12、H13)→鎢熱作模具鋼(H21,H22)。
非標(biāo)準(zhǔn)的熱作模具鋼:例如熱鐓鍛模具用時(shí)效硬化型的6H4。使用H11、H12、H13出現(xiàn)了不能滿足熱耐磨性時(shí),可以選擇6H1,6H2。
當(dāng)要求模具以熱作耐磨性為主時(shí),可以選擇D2,D4→M2,M4→粉末鋼。鋼結(jié)硬質(zhì)合金、鈷基硬質(zhì)合金的高溫耐磨性是很高的,但其熱疲勞性(即冷熱抗疲勞裂紋)很差,不能在急冷急熱狀態(tài)下使用。
無磁模具鋼淬火溫度和熱處理變形
為了便于生產(chǎn),要求模具鋼淬火溫度范圍盡可能放寬一些,特別是當(dāng)模具采用火焰加熱局部淬火時(shí),由于難于準(zhǔn)確地測(cè)量和控制溫度,就要求模具鋼有更寬的淬火溫度范圍。
模具在熱處理時(shí),尤其是在淬火過程中,要產(chǎn)生體積變化、形狀翹曲、畸變等,為模具質(zhì)量,要求模具鋼的熱處理變形小,特別是對(duì)于形狀復(fù)雜的精密模具,淬火后難以修整,對(duì)于熱處理變形程度的要求更為苛刻,應(yīng)該選用微變形模具鋼制造。
(3)抗壓屈服強(qiáng)度和抗壓彎曲強(qiáng)度 模具在使用過程中經(jīng)常受到強(qiáng)度較高的壓力和彎曲的作用,因此要求模具材料應(yīng)具有一定的抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度。在很多情況下,進(jìn)行抗壓試驗(yàn)和抗彎試驗(yàn)的條件接近于模具的實(shí)際工作條件(例如,所測(cè)得的模具鋼的抗壓屈服強(qiáng)度與沖頭工作時(shí)所表現(xiàn)出來的變形抗力較為吻合)。抗彎試驗(yàn)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)變量的值大,能較靈敏地反映出不同鋼種之間以及在不同熱處理和組織狀態(tài)下變形抗力的差別。