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{[上海秉争实业有限公司]}电子工业中的部分磁性元件需用无磁性的模具生产，7Mnl5Cr2A13V2WMo钢的导磁系数很低，强度、耐磨性也良好，但切削加工比较困难。国内开发的无磁模具钢有18Mn12Crl8NiN(代号A18)、8Mnl5Cr18(代号WCG)、50Mnl8Cr4WN(简称 50Mn)等。其中50Mn具有低磁导率(μ<1.1H/m)，较高强度和良好的加工性能，经1020～1070℃(水冷)固溶处理后，硬度HRC30左右。再经过590℃士10℃时效，硬度上升至HRC35左右。
2.热作模具钢的开发情况热作模具大体分为热锻模、热挤压模、压铸模和冲裁模。5CrMnMo、5CrNiMo和3Cr2W8V是热作模具钢中应用量仍然较大的钢种。5CrNiMo主要用于厚度300～400mm的大中型锻模，5CrMnMo适用于厚度在250mm以下的小型锻模。但当用于更大截面或更高温度时，这两种钢存在淬透性、热稳定性、热疲劳性及耐磨性不够的问题。3Cr2W8V的高温强度较高，但钢的热疲劳性较差，韧性也不高，用于压铸模具和铝、铜合金热挤压模具时，模具的使用寿命都较低。国内在热作模具方面先后开发了几十种钢。
2. l大截面热锻模具钢为弥补5CrMnMo和5CrNiMo在较大截面和较高温度时热稳定性、热疲劳性及淬透性不够的缺陷，内开发了45Cr2NiMoVSi(简称45Cr2)、5Cr2NiMoVSi(简称5Cr2)、3Cr2MoWVNi、3Cr2MoVNi(代号B2) 等大截面热锻模具钢。与5CrNiMo相比，45Cr2和5Cr2中既含有较高的Cr和Mo，又加入了少量的V，使 CCT曲线上的高温转变区上移，低温转变区显著右移，提高了钢的淬透性。截面尺寸在500＊500mm以下的模具经970-990℃淬火，650～680℃回火后，硬度可达HRC36-44。45Cr2和5Cr2还具有二次硬化能力，它们的高温强度较5CrNiMo钢高50%，热稳定性高出100～150℃，冲击韧性则相当。另外，钢的热磨损性、热疲劳性及抗热裂纹扩展的能力也强于5CrNiMo。这二种钢用于12000t以下机械压力机模具及16t以下模锻模具，模具的使用寿命是5CrNiMo钢制造的同种模具寿命的数倍。
{[上海秉争实业有限公司]}无磁钢按使用性能划分，可分为奥氏体无磁不锈钢和无磁结构钢。无磁不锈钢上一篇《知钢解密：无磁不锈钢，我国军舰用无磁不锈钢揭秘》已经做过介绍，那么本期将对无磁结构做深入介绍。
无磁结构钢多采用Fe－Mn系无磁钢，主要利用较高的Mn、C含量在室温即获得奥氏体组织，主要包括Fe－Mn、Fe－Mn－Cr和Fe－Mn－Al系无磁结构钢。
Fe－Mn系无磁结构钢
工业上曾使用的 种奥氏体钢是1882年英国冶金学家RobertHadfield所开发的一种含锰钢，基本成分为11%～14%Mn，0.9%～1.4%C，该钢水淬后因具有良好的强度和韧性匹配，以及较高的耐磨性和加工硬化能力，得以广泛应用，因此这种含锰钢也被命名为Hadfield钢。
对于一些只要求高强高韧、无磁性而对不锈性能要求不高的零部件，为进一步降低这类无磁结构钢的生产成本，通常只依靠足够的Mn和C(或N)含量来扩大奥氏体相区，稳定室温奥氏体组织。
在Fe－Mn系合金的基础上，又逐渐发展出Fe－Mn－Cr系、Fe－Mn－Al系等多个系列的高锰奥氏体无磁钢。
与此同时，北京钢铁学院针对强化无镍Fe－Mn和Fe－Mn－Cr系高锰无磁钢经过热轧或热锻后利用冷加工硬化和时效硬化的强化效果及其对磁导率的影响进行了专门研究，提出冷加工硬化和时效硬化综合利用提高材料性能的方案，即采用半热锻(温加工)或锻后直接时效处理，通过冷加工变形使奥氏体晶粒内部产生滑移带，改善碳化物的析出部位，使其更加均匀弥散，以获得良好的强塑性匹配。
采用日本HPM75无磁模具钢材料制作模具的工艺流程
（1）、工艺流程：锻造—高温退火—粗加工—固溶软化处理—半精加工—时效硬化处理—精加工—渗氮。
（2）、HPM75材料热处理特性表面：此种材料是通过二次硬化方式来提高硬度，另外这种材料本身机加工是粘性较大，造成刀具极易磨损；在固溶软化处理后机械加工性可有效提高，再加工适当的冷却液，有利于半精加工中尺寸的保证，也有利于小孔的钻加工和螺纹加工。时效硬化处理后的精加工是 一道机械加工工序，对于要渗氮的模具则要进行相应的尺寸调整，渗氮是为了进一步提高模具表面硬度、耐磨性及其使用寿命，提高毛坯的可脱模性、毛坯质量及生产效率。
4、HPM75无磁钢制作的模具的渗氮工艺（表面氮化处理工艺）
（1）试验用材：HPM75无磁钢化学成分如下表：
C Si Mn P S Cr Mo V W
0.69 0.65 15.3 0.02 0.01 2.31 0.75 1.83 0.62
注：材料状态为固溶+时效，硬度为47HRC。
（2）、试验方法：试验采用8mm*15mm*30mm试样，分别在LD50离子渗氮炉和RN35气体氮碳共渗炉中进行，用硬度剃度法检测渗层深度。
结果与分析：离子、气体渗氮表面硬度分别为1130HV0.3，1180HV0.3，总层深分别为0.21mm，0.15mm。两种渗氮工艺的基体硬度均为490HV0.3。
两种渗氮工艺处理的模具较固溶+时效态的寿命分别提高3.2倍和2.3倍。HPM75无磁钢含有较多合金元素，这些元素与氮结合，使得模具表面具有很高的硬度及耐磨性，从而大幅度地提高了模具的使用寿命。
5、结语
（1）、正确采用HPM75无磁钢的热处理工艺和在模具加工中的工艺流程，有利于模具的加工和正常使用。
（2）、气体氮碳共渗较大幅度提高了HPM75无磁钢制模具的表面硬度、耐磨性、使用寿命。用其压制的毛坯件表面光亮、易于脱模，提高了毛坯件的质量和生产效率。
（3）、渗氮不改变HPM75钢的不导磁性。
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