20Mn23AlV高錳無磁鋼

20Mn23AlV屬于高錳無磁鋼，主要用來制造大型變壓器內部結構件用無磁鋼板。該鋼種具有極低的磁導率和良好的力學性能及易加工性能，可以替代低磁奧氏體不銹鋼及有色合金用于變壓器、磁選機及電機等電器設備中不導磁部件的制造。

由于20Mn23AlV含錳量和含鋁量高，國內外均使用模鑄進行生產?？墒悄ｈT生產的鋼錠表面質量難以保證，同時鋼水收得率及鋼材軋制成材率也低。為此，特鋼廠對該鋼種擬改用連鑄生產，因此，針對連鑄生產的幾大難點，開展了試驗研究，以攻克下述可能出現的問題。

(1)因該鋼種兩相區(qū)大，引起柱狀晶發(fā)達，影響鑄坯質量。

(2)合金比例大，凝固速度低，難以連鑄。

(3)高鋁鋼澆鑄過程中，水口“結瘤”影響澆鑄。

(4)保護渣液渣層易變性。

經過努力，根據該鋼種的液相線溫度，擬定出合理的連鑄工藝，采用嚴格的保護澆鑄措施和新的保護渣，終連鑄試驗成功，鑄坯和熱軋質量均不低于模鑄鋼

20Mn23AlV化學成分（％）：

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：

抗拉強度(≥Mpa) :530；

屈服強度(≥Mpa) :255；

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

20Mn23AlV無磁鋼現已廣泛使用于許多電器品中：

一.大中型變壓器油箱內磁屏蔽、鐵芯拉板、線圈夾件、螺栓等漏磁場的結構件；

二.起重電磁鐵吸盤、磁選設備簡體、選箱以及除鐵器；

三.特殊冶煉電爐內襯、爐蓋、電極夾板及電子攪拌裝置結構1加工特性分析

1．1合金成分

7Mnl 5Cr2A13V2WMo無磁鋼是一種高猛無磁鋼，該材質合金成分復雜，合金元素間形成復雜的金屬間化合物，并與碳、硅、鉻等形成硬度的碳化物、硅化物和鉻化物等硬質相

，合金元素進入固溶體，使金屬基體強化，加之硬質相補充強化，故使材料的強度、硬度顯著提高，導致切削加工困難。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。在高錳無磁鋼的應變試樣中，分別發(fā)現了8馬氏體、滑移、孿晶、和位錯等多種組織形態(tài)，并通過研究發(fā)現由于高錳鋼的位錯能較低，

在應力作用下很容易產生位錯，大量位錯“堆積”導致其加工硬化現象嚴重。

1．2刀具度

選取實際加工中已磨損的車刀在高倍放大鏡下進行觀察，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

7mn15cr2al3v2wmo無磁鋼化學成分

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，切屑底面和刀具的前刀面在切削過程中形成化學活性很高的新表面，在接觸區(qū)高溫、高壓作用下，產生積屑流。

積屑流有相對穩(wěn)定性，當切削過程中振動或負荷不均勻時，積屑流脫落產生刀具磨損’3 J。超出刀刃的積屑流，將替代刀刃進行切削，會在已加工表面留下痕

跡，影響加工精度。

．2鉆頭

選取實際加工中已磨損的鉆頭進行觀察。工件在鉆削過程中受到劇烈的j中擊壓力，其奧氏體組織容易轉變?yōu)榧毦Я５鸟R氏體，硬度由原來的200HB提高到550HB左右|4 1。高溫下表面易形成高

硬氧化層(Mn203)，且導熱率很低(約為45鋼的25％)，散發(fā)熱量少。鉆頭易退火，產生切削刃口壓潰，

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效一精車外圓、內孔、車螺紋一鉆排氣

2．1車削工藝

7Mnl5C隉A13V2WMo高錳無磁鋼屬于高硬度、難切削鋼材，高速切削過程中易產生崩碎切屑，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，所以刀具應選抗彎強度和韌性較好的C．CO合金。由于該鋼材切削過程中易產生冷作硬化，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，避免材料塑變嚴重。

2．2鉆削工藝

鉆削加工中，鉆頭直徑的選擇主要依據加工件孔徑尺寸確定，根據產品實際需要通常為某值，而不參與優(yōu)化。因此鉆削工藝優(yōu)化主要從影響刀具

度因素考慮，即鉆頭材料、角度、進給量及冷卻方式等。

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效處理。高溫軟化退火目的是通過改變碳化物的形態(tài)和分布，組織應力，從而改善機械加工性。固

溶．時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，從而強化基體，提高力學性能。

3結語

采用改進后的工藝方式對7Mnl5Cr2A13V2WM0高錳無磁鋼工件進行了小批試制，產品加工精度完全滿足設計要求。刀具平均壽命由原2件／發(fā)提高到

16件／發(fā)，在保證生產進度的同時，實現了降低刀具消耗，節(jié)約生產成本的目的。