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1、ＺＧＭｎ13高锰钢的切削加工特点高锰钢的种类锰含量在11%～18%的钢称高锰钢。高锰钢分为高碳高锰耐磨钢、中碳高锰无磁钢、低碳高锰不锈钢及高锰耐热钢。ＺＧＭｎ13是一种高锰钢,因其在承受外来的强大压力或冲击产生变形硬化后,显示出极高的耐磨性能而广泛应用于工程机械和矿山机械中。同时,它也是一种典型的难加工材料,其切削加工性能在高锰钢中很具有代表性。12 高锰钢的性能(1)高锰钢是一种耐磨钢,经过水韧处理的高锰钢可以得到较高的塑性和冲击韧性。(2)高锰钢具有很高的耐磨性。2 ＺＧＭｎ13高锰钢的切削加工特点(1)加工硬化严重。(2)切削温度高。(3)切削力大。(4)断屑困难。(
2、5)尺寸精度不易控制。3 切削高锰钢的合理方法31 通过热处理改善高锰钢的切削性能改善高锰钢的切削性能可以通过高温回火来实现。将高锰钢加热600～650℃,保温2ｈ后冷却,使高锰钢的奥氏体组织转变为索氏体组织,其加工硬化程度显著降低,加工性能明显改善。加工完成的零件在使用前应进行淬火处理,使其内部组织重新转变为单一的奥氏体组织。32 合理选择刀具材料(1)采用硬质合金刀片常用牌号有:ＹＧ8、ＹＧ6Ａ、ＹＧ6Ｘ、ＹＧ8Ｎ、ＹＷ1、ＹＷ2Ａ、ＹＷ3、ＹＣ45、767、798、813等。虽然ＹＧ类硬质合金较为常用,但其不适于高速切削。因为高速切削钢料时,切削时的高温将使刀具前刀面
3、上形成强烈的月牙洼磨损,并加速后刀面磨损,刀具耐用度降低。在切削速度较高且切削过程较平稳的情况下可考虑选用ＹＴ类硬质合金。ＹＧ类硬质合金中添加适量的ＴａＣ或ＮｂＣ(一般为05%～3%),可提高其硬度和耐磨性而不降低其韧性。随着硬质合金中含钴量的增加,这些优点更为显著。因此,以ＴａＣ和ＮｂＣ为添加剂的通用型硬质合金也适用于高锰钢的切削加工。(2)采用金属陶瓷刀片采用金属陶瓷刀片进行高锰钢的精车、半精车,可选用较高的切削速度,加工表面质量好,刀具耐用度高。如采用Ａ1203基陶瓷刀具切削高锰钢,比用硬质合金刀具效率提高1～4倍。(3)采用ＣＮ25涂层刀片和ＣＢＮ(立方氮化硼)刀具
4、在使用ＣＢＮ刀具时应注意被切削材料含锰量不能高于14%,否则,ＣＢＮ可能与Ｍｎ元素产生化学反应使刀具磨损严重,切削性能下降。33 合理选用刀具几何参数(1)前角与后角采用硬质合金刀具时,γ0=-3～3°,α0=8～12°;采用陶瓷刀具时,γ0=-5～-10°,α0=5～10°。粗车时取小值,精车时取大值。(2)主偏角与副偏角采用硬质合金刀具时,一般取ｋｒ=25～45°,ｋｒ′=10～20°。工艺系统刚性好时取小值,反之可适当增大主偏角和副偏角;采用陶瓷刀具,主偏角还可大些,一般取ｋｒ=45～60°,精车时可取ｋｒ=60～90°。(3)刃倾角采用硬质合金刀具,λｓ=-5～0°
5、;采用陶瓷刀具时,λｓ=-10～-5°。(4)刀尖圆弧半径一般粗车时ｒ=1～2ｍｍ;半精车时ｒ=05～1ｍｍ;精车时ｒ=02～05ｍｍ。工艺系统刚性好时取大值,反之取小值。34 合理选择切削用量切削高锰钢时,切削速度不宜高。采用硬质合金刀具时,ｖｃ=20～40ｍ/ｍｉｎ,其中,较低的速度用于粗车,较高的速度用于半精车和精车。采用陶瓷刀具时,可以选用较高的切削速度,一般ｖｃ=50～80ｍ/ｍｉｎ。高锰钢在切削过程中,由于塑性变形和切削力的影响,切削层及表层下一定深度范围内会产生严重的加工硬化现象。因此应选择较大的切削深度和进给量。一般粗车时ａｐ=3～6ｍｍ,ｆ=03～08ｍｍ
6、/ｒ;大件粗车时可取ａｐ=6～10ｍｍ;半精车时ａｐ=1～3ｍｍ;ｆ=02～04ｍｍ/ｒ;精车时ａｐ≤1ｍｍ;ｆ≤02ｍｍ/ｒ。4 钻削ＺＧＭｎ13高锰钢应注意的问题ＺＧＭｎ13高锰钢应用广泛,其锰含量高达11%～14%。经水韧处理后,在受到剧烈冲击压力时,会产生很强的硬化现象,硬度可达ＨＢ450～550,硬化层深度达03ｍｍ左右,加之导热系数很低,给切削带来很大困难。尤其在钻削时,刀具磨损严重,耐用度降低。因此,常用硬质合金群钻钻削ＺＧＭｎ13高锰钢。钻削时应注意以下问题:(1)合理设计切削部分参数常用硬质合金群钻的本体为40Ｃｒ制造,切削部分为ＹＧ8或ＹＷ硬质合金。切削
7、部分的形状与铸铁群钻近似,将钻尖高加大到008Ｄ(Ｄ为钻头直径),圆弧刃的圆弧半径加大到04Ｄ,以提高刀尖强度,改善散热条件起到分屑作用。同时,在外缘处磨出双重锋角,并磨出负前角,把外缘处后角加大到20°。钻头磨好后,要用油石仔细鐾研刃口,不能有锯齿。(2)合理选择切削用量切削速度太低或进给量太大,会使切削力增加,容易造成崩刃。取ｖｃ=30～40ｍ/ｍｉｎ,ｆ=007～01ｍｍ/ｒ比较合适。(3)要充分使用冷却液高锰钢的线膨胀系数大,钻孔时使用切削液要充分,有条件的可将工件浸在冷却液中钻孔,以防止因孔的收缩将钻头咬
