無磁耐腐蝕易切削不銹鋼在微電機(jī)中的應(yīng)用
武希哲 王廣明（西安微電機(jī)研究所）
在微電機(jī)中，不銹鋼被廣泛應(yīng)用于加工電機(jī)的機(jī)殼、端蓋、轉(zhuǎn)軸等工件。特別是icr18n19ti奧氏體不銹鋼材料，以其優(yōu)良的耐腐蝕性能和低的導(dǎo)磁率被大量用于環(huán)境條件惡劣、要求有“三防（濕熱、霉菌、鹽霧）條件的微電機(jī)中。但是由于這種不銹鋼的機(jī)械加工性能很差，要達(dá)到一定的尺寸精度，既耗工又費(fèi)刀，使產(chǎn)品成本增加，經(jīng)濟(jì)效益下降，限制了其在微電機(jī)中的應(yīng)用范圍。為了改善不銹鋼的機(jī)械加工性能，使其具有與lcr18ni9ti相同的機(jī)械性能耐腐蝕性能和低的導(dǎo)磁率。為此選用了撫順鋼廠最近生產(chǎn)的無磁、耐腐蝕性能優(yōu)良的奧氏體易切削不銹(yocr16nilomocucas)， 與icr18ni9ti不銹鋼相比，更適于在微電機(jī)中使用。
2 國(guó)內(nèi)外易切削不銹鋼發(fā)展的狀況
在生產(chǎn)中經(jīng)常使用的不銹鋼有屬于馬氏體型不銹鋼（如2cr13，3cr13），在淬火、回火后使用，具有較高的硬度和耐腐性，耐蝕性能比奧氏體不銹鋼差，導(dǎo)磁性、切削性能稍差。屬于馬氏體一鐵素體型不銹鋼(如cr17ni2)經(jīng)淬火、回火后使用，具有很高的強(qiáng)度，并且耐蝕性也較好，切削性能較差，具右弱磁性。而屬于奧氏體型的不銹鋼icr18ni9ti不能通過熱處理強(qiáng)化，具有優(yōu)良的耐蝕性，是一種無磁材料，但機(jī)加工性能最差，不但塑性大，韌性高，冷加工硬化率高，而且在切削加工時(shí)，發(fā)粘，從而消耗了較多的動(dòng)力和能量，使刀具溫度高，導(dǎo)致切削與刀具刃部之間的熔焊，而影響刀具壽命和工件的表面質(zhì)量，要解決奧氏體不銹鋼切削性能差的******有效的方法，是從解決材料本身人手，尋求一種能滿足使用性能要求的易切削不銹鋼。
目前，各國(guó)為了使一般不銹鋼具有易削性，都是在鋼中單獨(dú)或復(fù)合添加硫、硒、鉛、碲、鈣等易切削元素，形成所謂易切削不銹鋼。早在60多年前，美國(guó)就開始了含硫的易切削不銹鋼的研制，不久，日本、西德也相繼研制含鈣的易切削不銹鋼及硫鈣復(fù)合切削不銹鋼的研制。易切削不銹鋼，近年來國(guó)外發(fā)展很快，而且在不銹鋼生產(chǎn)中所占比重日益增大。尤其是美國(guó)、日本、西德等國(guó)，易切削不銹鋼已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。如美國(guó)1974年的aisi標(biāo)準(zhǔn)中就有8種易切削不銹鋼牌號(hào)，英國(guó)bs標(biāo)準(zhǔn)中也有8種，日本已納入標(biāo)準(zhǔn)的也有3種。在我國(guó)，易切削不銹鋼已納入gb1220-75標(biāo)準(zhǔn)的只有二個(gè)牌號(hào)，而奧氏體易切削不銹鋼仍是一個(gè)空白，在70年代，北京銅鐵研究總院、撫順鋼鐵廠、大連鋼廠、陜西省鋼研所等單位進(jìn)行了奧氏體易切削不銹鋼的研制和生產(chǎn)，而撫順鋼鐵廠生產(chǎn)的yocr16nilomocucas無磁耐腐蝕性能優(yōu)良的奧氏體不銹鋼，以優(yōu)良的綜合性能和質(zhì)量，成功地填補(bǔ)了我國(guó)的一項(xiàng)空白。據(jù)悉，1981年獲冶金部科技成果獎(jiǎng)，1983年獲國(guó)家經(jīng)委優(yōu)秀新產(chǎn)品征書，1984年獲冶金部?jī)?yōu)質(zhì)產(chǎn)品證書，1985獲******科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎(jiǎng)。
3易切削奧氏體不銹鋼(yocr16nilomocucas)主要特點(diǎn)
所謂易切削，就是在鋼中加入某些特殊的元素，以達(dá)到易切削加工的目的，本種鋼的主要特點(diǎn)是以鈣硫元素加入到奧氏體不銹鋼中，以提高鋼的被加工性和其它性能，其化學(xué)成份如表l所示。不銹鋼cr18tni9ti之所以具有優(yōu)良的耐腐蝕性及耐熱性，是因?yàn)槠浠瘜W(xué)成份中的含鎳量和含鉻量較大，從而擴(kuò)大了奧氏體組織范圍，而易切削不銹鋼yocr16nilomocucas的化學(xué)成份，從表1可看出其含鎳量和含鉻量與icr18ni9ti基本相當(dāng)。硫元素的增加雖然提高了鋼的被切削加工性，但同時(shí)又降低了鋼的耐蝕性能。所以從表1中可以看出。易切削不銹鋼yocr16nilomocucas中加入了少量的鈣元素。鈣是易切削元素，在切削加工時(shí)刀刃上形成一層ca的氧化物保護(hù)膜，因而提高了刀具壽命。在鋼中加入鈣元素，不降低鋼的強(qiáng)度，而提高鋼的塑性。．同時(shí)鋼中加入少量的mo和cu，可提高鋼的抗蝕能力。
4易切剴奧氏體不銹鋼( yocr16nilomocucas) 與奧氏體不銹鋼(1cr18ni9ti)的性能比較
4.1 機(jī)械性能比較
icr18ni9ti不銹鋼與易切削不銹鋼yocr16nilomocucas同屬于奧氏體不銹鋼，不能通過熱處理強(qiáng)化，只能經(jīng)過冷加工強(qiáng)化。這兩種不銹鋼經(jīng)過1050℃空冷熱處理后，其機(jī)械性能如表2所示。
4.2導(dǎo)磁率測(cè)定
微電機(jī)生產(chǎn)中有許多零部件的材料具有無磁性要求。而icr18ni9ti與yocr16nilomocucas都具有較高的奧氏體穩(wěn)定性，均為無磁材料。經(jīng)陜西鋼鐵研究所質(zhì)量檢 |
