无磁耐腐蚀易切削不锈钢在微电机中的应用
武希哲 王广明(西安微电机研究所)
在微电机中,不锈钢被广泛应用于加工电机的机壳、端盖、转轴等工件。特别是icr18n19ti奥氏体不锈钢材料,以其优良的耐腐蚀性能和低的导磁率被大量用于环境条件恶劣、要求有“三防(湿热、霉菌、盐雾)条件的微电机中。但是由于这种不锈钢的机械加工性能很差,要达到一定的尺寸精度,既耗工又费刀,使产品成本增加,经济效益下降,限制了其在微电机中的应用范围。为了改善不锈钢的机械加工性能,使其具有与lcr18ni9ti相同的机械性能耐腐蚀性能和低的导磁率。为此选用了抚顺钢厂最近生产的无磁、耐腐蚀性能优良的奥氏体易切削不锈(yocr16nilomocucas), 与icr18ni9ti不锈钢相比,更适于在微电机中使用。
2 国内外易切削不锈钢发展的状况
在生产中经常使用的不锈钢有属于马氏体型不锈钢(如2cr13,3cr13),在淬火、回火后使用,具有较高的硬度和耐腐性,耐蚀性能比奥氏体不锈钢差,导磁性、切削性能稍差。属于马氏体一铁素体型不锈钢(如cr17ni2)经淬火、回火后使用,具有很高的强度,并且耐蚀性也较好,切削性能较差,具右弱磁性。而属于奥氏体型的不锈钢icr18ni9ti不能通过热处理强化,具有优良的耐蚀性,是一种无磁材料,但机加工性能最差,不但塑性大,韧性高,冷加工硬化率高,而且在切削加工时,发粘,从而消耗了较多的动力和能量,使刀具温度高,导致切削与刀具刃部之间的熔焊,而影响刀具寿命和工件的表面质量,要解决奥氏体不锈钢切削性能差的******有效的方法,是从解决材料本身人手,寻求一种能满足使用性能要求的易切削不锈钢。
目前,各国为了使一般不锈钢具有易削性,都是在钢中单独或复合添加硫、硒、铅、碲、钙等易切削元素,形成所谓易切削不锈钢。早在60多年前,美国就开始了含硫的易切削不锈钢的研制,不久,日本、西德也相继研制含钙的易切削不锈钢及硫钙复合切削不锈钢的研制。易切削不锈钢,近年来国外发展很快,而且在不锈钢生产中所占比重日益增大。尤其是美国、日本、西德等国,易切削不锈钢已标准化、系列化。如美国1974年的aisi标准中就有8种易切削不锈钢牌号,英国bs标准中也有8种,日本已纳入标准的也有3种。在我国,易切削不锈钢已纳入gb1220-75标准的只有二个牌号,而奥氏体易切削不锈钢仍是一个空白,在70年代,北京铜铁研究总院、抚顺钢铁厂、大连钢厂、陕西省钢研所等单位进行了奥氏体易切削不锈钢的研制和生产,而抚顺钢铁厂生产的yocr16nilomocucas无磁耐腐蚀性能优良的奥氏体不锈钢,以优良的综合性能和质量,成功地填补了我国的一项空白。据悉,1981年获冶金部科技成果奖,1983年获国家经委优秀新产品征书,1984年获冶金部优质产品证书,1985获******科学技术进步三等奖。
3易切削奥氏体不锈钢(yocr16nilomocucas)主要特点
所谓易切削,就是在钢中加入某些特殊的元素,以达到易切削加工的目的,本种钢的主要特点是以钙硫元素加入到奥氏体不锈钢中,以提高钢的被加工性和其它性能,其化学成份如表l所示。不锈钢cr18tni9ti之所以具有优良的耐腐蚀性及耐热性,是因为其化学成份中的含镍量和含铬量较大,从而扩大了奥氏体组织范围,而易切削不锈钢yocr16nilomocucas的化学成份,从表1可看出其含镍量和含铬量与icr18ni9ti基本相当。硫元素的增加虽然提高了钢的被切削加工性,但同时又降低了钢的耐蚀性能。所以从表1中可以看出。易切削不锈钢yocr16nilomocucas中加入了少量的钙元素。钙是易切削元素,在切削加工时刀刃上形成一层ca的氧化物保护膜,因而提高了刀具寿命。在钢中加入钙元素,不降低钢的强度,而提高钢的塑性。.同时钢中加入少量的mo和cu,可提高钢的抗蚀能力。
4易切剀奥氏体不锈钢( yocr16nilomocucas) 与奥氏体不锈钢(1cr18ni9ti)的性能比较
4.1 机械性能比较
icr18ni9ti不锈钢与易切削不锈钢yocr16nilomocucas同属于奥氏体不锈钢,不能通过热处理强化,只能经过冷加工强化。这两种不锈钢经过1050℃空冷热处理后,其机械性能如表2所示。
4.2导磁率测定
微电机生产中有许多零部件的材料具有无磁性要求。而icr18ni9ti与yocr16nilomocucas都具有较高的奥氏体稳定性,均为无磁材料。经陕西钢铁研究所质量检 |