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          【兆恒机械】高锰钢的切削加工

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          • 添加日期:2021年03月25日

          摘要:在工程机械中,凡承受较大冲击或压力的耐磨零部件,广泛采用高锰钢制造王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。由于它的性能和切削特点,属于难切削材料之一。但只要合理选择切削条件和掌握应注意的问题,就能顺利完成对它的切削加工。

          锰含量为11%~18%的钢称为高锰钢王者荣耀竞猜怎么投注。常用的铸造高锰钢ZMn13的化学成分为:Mn含量为11%~14%,C含量为1%~1.4%王者荣耀竞猜怎么投注,Si含量为0.3%~1%,P含量小于0.03%,S含量小于0.05%王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。

          高锰钢是一种耐磨钢王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,经过水韧处理的高锰钢可以得到较好的塑性和冲击韧性。所谓水韧处理王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,就是把钢加热到1000~1100℃,保温一段时间,使钢中的碳化物全部融入到奥氏体中,然后迅速冷却王者荣耀竞猜怎么投注,使碳化物来不及从奥氏体中析出王者荣耀竞猜怎么投注,从而保持单一均匀的奥氏体组织。经过水韧处理的高锰钢王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,称为高锰奥氏体钢王者荣耀竞猜怎么投注。其力学性能:σb=980MPa王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,σs=392MPa王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,硬度210HBW王者荣耀竞猜怎么投注,δ=80%,ak=2.94MJ/m2王者荣耀竞猜怎么投注。

          高锰钢虽然硬度只有210HBW王者荣耀竞猜怎么投注,但它的屈服点σs较低,只有σb的40%王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,因而具有较高的塑性和韧性。

          高锰钢分为高碳高锰耐磨钢王者荣耀竞猜怎么投注、中碳高锰无磁钢王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注、低碳高锰不锈钢和高锰耐热钢。牌号及性能如附表所示王者荣耀竞猜怎么投注。

          1. 高锰钢的切削加工特点

          (1)加工硬化特别严重王者荣耀竞猜怎么投注。高锰钢在切削过程中王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,由于塑性变形大王者荣耀竞猜怎么投注,奥氏体组织转变为细晶粒的马氏体组织王者荣耀竞猜怎么投注,从而产生严重的硬化现象,硬度可从210HBW提高到500HBW以上,比基体的硬度提高2.5倍左右王者荣耀竞猜怎么投注,硬化层深度可达0.1~0.3mm王者荣耀竞猜怎么投注。这不仅使切削力和切削热增大王者荣耀竞猜怎么投注,也加剧了刀具的磨损,给下一次的切削加工带来了困难王者荣耀竞猜怎么投注。它的硬化程度和深度,是切削45钢的好几倍王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。

          (2)切削力大。据有关文献得知王者荣耀竞猜怎么投注,切削ZGMn13时的单位切削力3 800MPa/mm2比切削45钢的单位切削力2 300MPa/mm2增大60%左右。

          (3)切削温度高王者荣耀竞猜怎么投注。由于切削高锰钢的切削力和切削功率大王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,产生的热量就多。加之它的热导率又小王者荣耀竞猜怎么投注,仅为45钢热导率的1/4左右王者荣耀竞猜怎么投注,所以切削区的温度很高王者荣耀竞猜怎么投注。当切削温度vc≤50m/min时王者荣耀竞猜怎么投注,高锰钢的切削温度比切削45钢的切削温度高200~250℃王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。

          (4)断屑困难。高锰钢的韧性是45钢的8倍,伸长率也很大王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,造成变形系数和切削力大王者荣耀竞猜怎么投注。在切削加工时王者荣耀竞猜怎么投注,切屑不易折断王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,给切屑处理带来很大困难王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。

          (5)加工精度不易保证王者荣耀竞猜怎么投注。由于高锰钢的线膨胀系数大王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,约为20×10-6(1/℃)王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。在切削热的作用下王者荣耀竞猜怎么投注,易产生热变形王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,而影响工件的加工精度王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。

          2. 切削加工高锰钢切削条件的选择

          (1)切削高锰钢的刀具材料王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。硬质合金王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。应首先选用添加TaC或NbC的超细晶粒YG类硬质合金和涂层硬质合金王者荣耀竞猜怎么投注,如YS2王者荣耀竞猜怎么投注、YS8、YG813王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注、YG643、YW2等王者荣耀竞猜怎么投注。涂层硬质合金,应首先选用TiAlN和TiAlSi涂层王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。

          陶瓷王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。主要用于车削和平面铣削王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,牌号有AG2王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注、AT6王者荣耀竞猜怎么投注、T8、SG4王者荣耀竞猜怎么投注、LT35王者荣耀竞猜怎么投注、LT55等王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。

          几种高锰钢的牌号与性能

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          /[W·(m·K)]-1ZGMn13 210HBW 980 50~80 2.9~4.9 13 70Mn15Cr2Al3WMoV2 48~50HRC 1 470 4.5 0.14 14 1Cr14Mn14Ni 286HBW 910 70 6.86 20 6Mn18Al5Si2Ti 266HBW 850 53 5.19 10牌号硬度σb/MPa σsakκ /MPa /(MJ·m2-1

          高速钢王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。应选硬度高王者荣耀竞猜怎么投注、耐磨性好王者荣耀竞猜怎么投注、耐热性好的高性能高速钢王者荣耀竞猜怎么投注,如W2Mo9Cr4VCo8王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注、W6Mo5Cr4V2Al王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注、W12Mo3Cr4VCo8Si王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注、W12Mo3Cr4V3N等王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。

          (2)切削高锰钢刀具的几何参数王者荣耀竞猜怎么投注。

          前角和后角王者荣耀竞猜怎么投注。高速钢刀具王者荣耀竞猜怎么投注,γ0=5°~10°王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,α0=8°~10°王者荣耀竞猜怎么投注;硬质合金刀具王者荣耀竞猜怎么投注,γ0=3°~-3°王者荣耀竞猜怎么投注,α0=8°~12°王者荣耀竞猜怎么投注;陶瓷刀具王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,γ0=-5°~-8°,α0=5°~8°王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。

          主偏角和副偏角王者荣耀竞猜怎么投注。为了改善散热条件和提高刀尖强度王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,κr=30°~45°王者荣耀竞猜怎么投注,κr'=8°~15°王者荣耀竞猜怎么投注;陶瓷刀具,κr=45°~60°王者荣耀竞猜怎么投注,κr'=8°~15°王者荣耀竞猜怎么投注;精加工时,κr=60°~90°。

          刃倾角。为了增大刀尖强度和刀具工作前角,在粗加工时王者荣耀竞猜怎么投注,λs=-5°~-10°王者荣耀竞猜怎么投注。在精加工时,为了使切屑流向待加工表面王者荣耀竞猜怎么投注,λs=0°~3°王者荣耀竞猜怎么投注。

          刀尖圆弧半径。粗加工时王者荣耀竞猜怎么投注,rε=1.2~1.6mm王者荣耀竞猜怎么投注;精加工时王者荣耀竞猜怎么投注,rε=0.4~0.8mm王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。

          刀具刃口负倒棱王者荣耀竞猜怎么投注。为了提高刀具刃口强度,减小刀具刃口崩损王者荣耀竞猜怎么投注,一般bγ=0.2~0.8mm,γ01=-5°~-15°王者荣耀竞猜怎么投注。

          (3)切削高锰钢的切削用量王者荣耀竞猜怎么投注。由于高锰钢的性能和切削特点王者荣耀竞猜怎么投注,它的切削加工性比较差王者荣耀竞猜怎么投注。为了保证刀具有一定的寿命,切削速度不宜高王者荣耀竞猜怎么投注,只有切削45钢nc的20%~40%王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。用硬质合金刀具切削时,vc=20~40m/min王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注;用高速钢刀具切削时,vc≈6m/min王者荣耀竞猜怎么投注;用陶瓷刀具切削时,vc=50~72 m/min。由于它的加工硬化特别严重王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,为了避免在硬化层上切削,切削深度ap和进给量f不应小于硬化层深度王者荣耀竞猜怎么投注,一般ap=0.3~5mm,f >0.15mm/r王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。

          (4)切削高锰钢的切削液。由于高锰钢的热导率低和切削温度高王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,为了降低切削温度和提高刀具寿命王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,不管采用什么切削方法切削加工时,都应采用冷却润滑液。

          (5)切削高锰钢应注意的问题王者荣耀竞猜怎么投注。钻削高锰钢时王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,最好采用硬质合金钻头,如镶硬质合金刀片或焊硬质合金头的钻头王者荣耀竞猜怎么投注,如图1和图2所示(图2中2?=120°王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,2?'=130°王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,2?1=70°,φ=75°,τ=30°王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,αR=15°王者荣耀竞猜怎么投注,α0=20°王者荣耀竞猜怎么投注,γτ=-25°王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,γf=-15°,h=0.08d0王者荣耀竞猜怎么投注,L=0.3d0,L1=L2,R=0.4d0王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,b=0.08d0王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。其中,d0为钻头直径)王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。也可采用可转位刀片的浅孔钻头王者荣耀竞猜怎么投注。若用高速钢钻头王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,应磨成三尖七刃的群钻型王者荣耀竞猜怎么投注,以利于改善散热条件和减小切削力王者荣耀竞猜怎么投注。在钻孔时王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,应采用低速大进给王者荣耀竞猜怎么投注,并不要在切削表面停留,以免加剧切削表面硬化王者荣耀竞猜怎么投注,给下一次钻头钻入带来了困难王者荣耀竞猜怎么投注。如发生此问题,应先降低速度王者荣耀竞猜怎么投注,再快速大进给钻入王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。不管用何种钻头王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,都必须使用充足的切削液王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注。

          为了保持刀具锋利和减小加工硬化,要严格控制刀具的磨损限度(也称磨钝标准),应为切削一般工件材料的1/2。如发现刀具钝了王者荣耀竞猜怎么投注,应及时更换刀片或修磨刀具,切记不可等刀具磨损严重了再换再磨,这样就会产生许多不良而严重的问题王者荣耀竞猜怎么投注。

          在铰孔时,为了防止积屑瘤的产生和破坏已加工面的表面粗糙度质量王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,vc应小于5m/min王者荣耀竞猜怎么投注,并用积压切削油或MoS2油膏王者荣耀竞猜怎么投注。如攻螺纹最好采用螺旋槽丝锥王者荣耀竞猜怎么投注,以利于排屑和减小攻螺纹转矩王者荣耀竞猜怎么投注,并用润滑性能好的切削剂。

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          图1 钻削高锰钢的钻头

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          图2 钻削高锰钢的群钻

          3. 结语

          由于高锰钢的性能和切削特点,它的切削加工性很差王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注,但只要合理选择刀具材料王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注、刀具几何参数王者荣耀竞猜怎么投注王者荣耀竞猜怎么投注、切削用量王者荣耀竞猜怎么投注、切削液和掌握操作技术,就一定能完成对它的切削加工王者荣耀竞猜怎么投注。

          参考文献:

          [1] 韩荣第王者荣耀竞猜怎么投注,于启勋. 难加工材料切削加工[M]. 北京:机械工业出版社王者荣耀竞猜怎么投注,1996.

          [2] 郑文虎.刀具材料和难切(磨)削材料加工技术[M]. 北京:化学工业出版社王者荣耀竞猜怎么投注,2016.


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