無(wú)磁鋼板20Mn23ALV變壓器電站用隔磁板零切割加工

20Mn23AlV屬于高錳無(wú)磁鋼，主要用來(lái)制造大型變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)件用無(wú)磁鋼板。該鋼種具有極低的磁導(dǎo)率和良好的力學(xué)性能及易加工性能，可以替代低磁奧氏體不銹鋼及有色合金用于變壓器、磁選機(jī)及電機(jī)等電器設(shè)備中不導(dǎo)磁部件的制造。
由于20Mn23AlV含錳量和含鋁量高，國(guó)內(nèi)外均使用模鑄進(jìn)行生產(chǎn)。可是模鑄生產(chǎn)的鋼錠表面質(zhì)量難以保證，同時(shí)鋼水收得率及鋼材軋制成材率也低。為此，特鋼廠對(duì)該鋼種擬改用連鑄生產(chǎn)，因此，針對(duì)連鑄生產(chǎn)的幾大難點(diǎn)，開(kāi)展了試驗(yàn)研究，以攻克下述可能出現(xiàn)的問(wèn)題。
(1)因該鋼種兩相區(qū)大，引起柱狀晶發(fā)達(dá)，影響鑄坯質(zhì)量。
(2)合金比例大，凝固速度低，難以連鑄。
(3)高鋁鋼澆鑄過(guò)程中，水口“結(jié)瘤”影響澆鑄。
(4)保護(hù)渣液渣層易變性。
經(jīng)過(guò)努力，根據(jù)該鋼種的液相線溫度，擬定出合理的連鑄工藝，采用嚴(yán)格的保護(hù)澆鑄措施和新的保護(hù)渣，最終連鑄試驗(yàn)成功，鑄坯和熱軋質(zhì)量均不低于模鑄鋼

20Mn23AlV化學(xué)成分（％）：

碳C :0.14～0.20；錳Mn :21.5～25.0；鋁Al :1.50～2.50；鉻Cr :－；鎳Ni :－；鈦Ti :－；硅Si :≤0.50；硫S :≤0.03；磷P :≤0.03。

20Mn23AlV性能：

抗拉強(qiáng)度(≥Mpa) :530；

屈服強(qiáng)度(≥Mpa) :255；

延伸率(θ5％) :30；冷彎(180°d=2a) :合格；磁導(dǎo)率(高/奧) :1.05。

20Mn23AlV無(wú)磁鋼現(xiàn)已廣泛使用于許多電器品中：

一.大中型變壓器油箱內(nèi)磁屏蔽、鐵芯拉板、線圈夾件、螺栓等漏磁場(chǎng)的結(jié)構(gòu)件；

二.起重電磁鐵吸盤、磁選設(shè)備簡(jiǎn)體、選箱以及除鐵器；

三.特殊冶煉電爐內(nèi)襯、爐蓋、電極夾板及電子攪拌裝置結(jié)構(gòu)1加工特性分析
1．1合金成分
7Mnl 5Cr2A13V2WMo無(wú)磁鋼是一種高猛無(wú)磁鋼，該材質(zhì)合金成分復(fù)雜，合金元素間形成復(fù)雜的金屬間化合物，并與碳、硅、鉻等形成硬度極高的碳化物、硅化物和鉻化物等硬質(zhì)相
，合金元素進(jìn)入固溶體，使金屬基體強(qiáng)化，加之硬質(zhì)相補(bǔ)充強(qiáng)化，故使材料的強(qiáng)度、硬度顯著提高，導(dǎo)致切削加工困難。采用高溫回火，可以改變碳化物的
形態(tài)和分布，從而改善材料的可加工性。在高錳無(wú)磁鋼的應(yīng)變?cè)嚇又?，分別發(fā)現(xiàn)了8馬氏體、滑移、孿晶、和位錯(cuò)等多種組織形態(tài)，并通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)由于高錳鋼的位錯(cuò)能較低，
在應(yīng)力作用下很容易產(chǎn)生位錯(cuò)，大量位錯(cuò)“堆積”導(dǎo)致其加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重。
1．2刀具耐用度
選取實(shí)際加工中已磨損的車刀在高倍放大鏡下進(jìn)行觀察，可明顯看到切屑在刀具前刀面上
所形成的月牙洼。這是由于在退火狀態(tài)下加工時(shí)


7mn15cr2al3v2wmo無(wú)磁鋼化學(xué)成分
C0.70 Si0.80 Mn15.2 Cr2.0 W0.6 Mo0.6 V1.7 Al2.1 Cu0.03

選刀具耐熱、耐磨性較差，切削速度較低時(shí)，切屑底面和刀具的前刀面在切削過(guò)程中形成化學(xué)活性很高的新表面，在接觸區(qū)高溫、高壓作用下，產(chǎn)生積屑流。
積屑流有相對(duì)穩(wěn)定性，當(dāng)切削過(guò)程中振動(dòng)或負(fù)荷不均勻時(shí)，積屑流脫落產(chǎn)生刀具磨損’3 J。超出刀刃的積屑流，將替代刀刃進(jìn)行切削，會(huì)在已加工表面留下痕
跡，影響加工精度。

．2鉆頭
選取實(shí)際加工中已磨損的鉆頭進(jìn)行觀察。工件在鉆削過(guò)程中受到劇烈的j中擊壓力，其奧氏體組織容易轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)晶粒的馬氏體，硬度由原來(lái)的200HB提高到550HB左右|4 1。高溫下表面易形成高
硬氧化層(Mn203)，且導(dǎo)熱率很低(約為45鋼的25％)，散發(fā)熱量少。鉆頭易退火，產(chǎn)生切削刃口壓潰，
影響刀具壽命。

工藝流程如下：
鍛造一高溫軟化退火一粗車外圓、鉆孔一半精車一固溶一時(shí)效一精車外圓、內(nèi)孔、車螺紋一鉆排氣

2．1車削工藝
7Mnl5C隉A13V2WMo高錳無(wú)磁鋼屬于高硬度、難切削鋼材，高速切削過(guò)程中易產(chǎn)生崩碎切屑，切肖0力集中在刃旁的很小面積上，局部壓力很大，有一
定的j中擊性，所以刀具應(yīng)選抗彎強(qiáng)度和韌性較好的C．CO合金。由于該鋼材切削過(guò)程中易產(chǎn)生冷作硬化，所以選擇刀具刃弧半徑小、前角大、后角小的刀片，
以降低切削力，避免材料塑變嚴(yán)重。

2．2鉆削工藝
鉆削加工中，鉆頭直徑的選擇主要依據(jù)加工件孔徑尺寸確定，根據(jù)產(chǎn)品實(shí)際需要通常為某一定值，而不參與優(yōu)化。因此鉆削工藝優(yōu)化主要從影響刀具耐用
度因素考慮，即鉆頭材料、角度、進(jìn)給量及冷卻方式等。

2．3熱處理工藝
熱處理工序分為兩部分，即高溫軟化退火和固溶一時(shí)效處理。高溫軟化退火目的是通過(guò)改變碳化物的形態(tài)和分布，消除組織應(yīng)力，從而改善機(jī)械加工性。固
溶．時(shí)效處理目的是使溶于金屬基體晶格間的碳化物彌散析出沉積在基體上，從而強(qiáng)化基體，提高力學(xué)性能。

3結(jié)語(yǔ)
采用改進(jìn)后的工藝方式對(duì)7Mnl5Cr2A13V2WM0高錳無(wú)磁鋼工件進(jìn)行了小批試制，產(chǎn)品加工精度完全滿足設(shè)計(jì)要求。刀具平均壽命由原2件／發(fā)提高到
16件／發(fā)，在保證生產(chǎn)進(jìn)度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了降低刀具消耗，節(jié)約生產(chǎn)成本的目的。