高錳鋼的切削加工

1、高錳鋼的切削加工2009年09月17日星期四23:401高錳鋼有哪幾種？其性能如何？高錳鋼有哪幾種？其性能如何？錳含量約為11％～18％的鋼稱高錳鋼。常用的鑄造高錳鋼ZMn13的化學(xué)成分為：Mn含量11％～14％，c含量1.0％～1.4％，Si含量0.3％～1.0％，P含量0.03％，S含量0.05％。高錳鋼是一種耐磨鋼，經(jīng)過水韌處理的高錳鋼可以得到較高的塑性和沖擊韌性。所謂水韌處理，就是把鋼加熱到1000℃～1100℃，保溫一段時(shí)間，

2、使鋼中的碳化物全部溶入奧氏體中，然后迅速冷卻，使碳化物來不及從奧氏體中析出，從而保持了單一的均勻的奧氏體組織。經(jīng)過水韌處理的高錳鋼稱為高錳奧氏體鋼。其力學(xué)性能為：σb=980MPa，σs=392MPa，HB210，δ=80％，αk=2.94MJ／m2。高錳鋼具有很高的耐磨性，雖然它的硬度只有HB210，但它的屈服點(diǎn)σs較低，只有σb的40％，因此具有較高的塑性和韌性。高錳鋼在受到外來壓力和沖擊載荷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的塑性變形或嚴(yán)重的加工硬化

3、現(xiàn)象，鋼被劇烈強(qiáng)化，硬度顯著提高，可達(dá)HB450～550，因此有了較高的耐磨性。高錳鋼可分為高碳高錳耐磨鋼、中碳高錳無磁鋼、低碳高錳不銹鋼和高錳耐熱鋼。幾種高錳鋼的牌號(hào)和性能見表51。2高錳鋼有哪些切削加工特點(diǎn)？高錳鋼有哪些切削加工特點(diǎn)？高錳鋼錳含量高達(dá)11％～18％，具有較高的塑性和韌性，在切削加工中有以下特點(diǎn)：(1)加工硬化嚴(yán)重：高錳鋼在切削過程中，由于塑性變形大，奧氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)晶粒的馬氏體組織，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的硬化現(xiàn)象。加工前硬

4、度一般為HB200～220，加工后表面硬度可達(dá)HB450～550，硬化層深度0.1～0.3mm，其硬化程度和深度要比45號(hào)鋼高幾倍。嚴(yán)重的加工硬化使切削力增大，加劇了刀具磨損，也容易造成刀具崩刃而損壞。(2)切削溫度高：由于切削功率大，產(chǎn)生的熱量多，而高錳鋼的導(dǎo)熱系數(shù)比不銹鋼還低，只有中碳鋼的14，所以切削區(qū)溫度很高。當(dāng)切削速度Vc50mmin時(shí)，高錳鋼的切削溫度比45號(hào)鋼高200℃～250℃，因此，刀具磨損嚴(yán)重，耐用度降低。(3)斷屑

5、困難：高錳鋼的韌性是45號(hào)鋼的8倍，切削時(shí)切屑不易拳曲和折斷。刀具磨損嚴(yán)重，切削性能下降。5切削加工高錳鋼時(shí)怎樣選擇刀具幾何參數(shù)？切削加工高錳鋼時(shí)怎樣選擇刀具幾何參數(shù)？高錳鋼具有較高的塑性和韌性，加工硬化嚴(yán)重，切削溫度高，斷屑困難，容易造成崩刃，因此合理選擇刀具的幾何參數(shù)尤為重要。(1)前角與后角：切削高錳鋼時(shí)，為了減輕加工硬化，要求刀具保持鋒利。但一般不可以采用大前角，因?yàn)榍敖谴蟛焕诒ＷC刃口強(qiáng)度和改善散熱條件。常采用較小前角或負(fù)前角

6、及較大后角，但后角太大也會(huì)削弱刃口強(qiáng)度引起崩刃。采用硬質(zhì)合金刀具時(shí)，γ0=3～3，α0=8～12；采用陶瓷刀具時(shí)，γ0=5～10，α0=5～10。粗車時(shí)取小值，精車時(shí)取大值。(2)主偏角與副偏角：切削高錳鋼時(shí)，主偏角應(yīng)小些，這樣可以增加刀具散熱面積和刀尖強(qiáng)度，副偏角也不宜過大。選用硬質(zhì)合金刀具時(shí)，一般取κr=25～45，κr=10～20。工藝系統(tǒng)剛性好時(shí)取小值，反之可適當(dāng)加大主偏角和副偏角。選用陶瓷刀具時(shí)，主偏角還可大些，一般取κr=4

7、5～60，精車時(shí)可取κr=60～90。(3)刃傾角：為了保持刀尖部分的強(qiáng)度，切削高錳鋼時(shí)一般應(yīng)選擇負(fù)刃傾角。選用硬質(zhì)合金刀具時(shí)，λs=5～0；選用陶瓷刀具時(shí)，λs=10～5。(4)刀尖圓弧半徑：切削高錳鋼時(shí)，不論采用何種刀具材料，刀尖部分都應(yīng)修磨出較大的圓弧半徑，以加強(qiáng)刀尖強(qiáng)度，提高刀具耐用度。一般粗車時(shí)rε=1～2mm；半精車時(shí)rε=0.5～1mm；精車時(shí)rε=0.2～0.5mm。工藝系統(tǒng)剛性好時(shí)取大值，反之取小值。(5)刃口倒棱：為

8、了保證刃口有足夠的強(qiáng)度，減少崩刃現(xiàn)象，一般應(yīng)將刃口修磨出負(fù)倒棱。硬質(zhì)合金刀具倒棱寬度bγ1=0.2～0.8mm，倒棱前角γ01=10～5；如采用陶瓷刀具，bγ1=0.2mm，γ01=20。6切削高錳鋼時(shí)怎樣選擇切削用量？切削高錳鋼時(shí)怎樣選擇切削用量？高錳鋼的切削加工性很差，為了維持一定的刀具耐用度，切削速度應(yīng)低些。采用硬合金刀具時(shí)，Vc=20～40mmin，其中，較低的速度用于粗車，較高的速度用于半精車和精車。采用陶瓷刀具時(shí)，可以選用較

9、高的切削速度，一般Vc=50～80mmin(如用Si3N4陶瓷刀具，Vc≤60mmin)。高錳鋼在切削過程中，由于塑性變形和切削力的影響，切削層及表層下一定深度范圍內(nèi)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的硬化現(xiàn)象。為了使刀尖避開毛坯表層和前一次走刀造成的硬化層，應(yīng)選擇較大的切削深度和進(jìn)給量。一般粗車時(shí)αp=3～6mm，f=0.3～0.8mmr；大件粗車時(shí)可取αp=6～10mm；半精車時(shí)αp=1～3mm；f=0.2～0.4mmr；精車時(shí)口?！?mm；f≤0.2mm