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技術(shù)文章
切削加工高猛鋼的特點
點擊次數(shù)：505 發(fā)布時間：2011-8-1
高錳鋼就是錳的質(zhì)量分數(shù)為11%～18%的合金鋼，主要分為高碳高錳耐磨鋼和中碳高錳無磁鋼兩大類。常用的牌號有水韌處理高碳高錳鋼Mn13,無磁高錳鋼有40Mn18Cr3、50Mn18Cr4等。
高錳鋼常采用“水韌處理”，即把鋼加熱到1000～1100度后保溫一段時間，以便使鋼中碳化物全部溶于奧氏體，然后在水中急速冷卻，使碳化物來不及從奧氏體中析出，從而獲得單一均勻的奧氏體金相組織，因此又稱高錳奧氏體鋼。這時的高錳鋼才具有較好的使用性能，如高強度、高韌性、高耐磨性、無磁性等。其主要性能是在較大的沖擊或接觸應力的作用下，表層訊速產(chǎn)生加工硬化，并有馬氏體及∑相沿滑移面形成，使零件得到高耐磨性的表層，而里層仍具有優(yōu)良的韌性，能承受大的沖擊載荷。常用于耐磨零件和電機中無磁高錳鋼件。
高錳鋼的原始硬度和屈服強度雖然不高與45度鋼相近，但其抗拉強度較高，約為45鋼的2倍，塑性很大約為45鋼的4倍，韌性也特別高約為45鋼的8倍。實驗表明，高錳鋼的伸長率隨溫度的升高而下降，但超過600度時又很快增加。在經(jīng)受塑性變形之后，其奧氏體組織容易轉(zhuǎn)變?yōu)榧毦Я５鸟R氏體組織，致使加工硬化特別嚴重，其硬化程度超過奧氏體不銹鋼，能使硬度從原來的170～220HB提高到500～550HB，冷硬層深度可達0.3mm以上，高溫下表面還容易形成高硬度的氧化層。另外，它的熱導率很低約為45鋼的1/4，熱膨脹系數(shù)卻很高與黃銅差不多。上述力學物理性能，決定了高錳鋼是一種很難切削的材料。其切削加工性很差，具體分析有如下特點。
1） 切削時，塑性變形大，加工硬化十分嚴重。其硬化程度可達近3倍，致使單位切削力很大，車外圓時約比加工45鋼時增大60%。
2） 由于切削力大，使單位切削功率增大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量多，而工件材料高錳鋼導熱性能又差，致使切削區(qū)溫度高，可達1000度以上，刀具磨損嚴重、刀具壽命低，所以允許的切削速度不高。
3） 高錳鋼塑性大，切削時易形成積屑瘤和鱗刺，故已加工表面質(zhì)量不易保證，且線膨脹系數(shù)大，在切削溫度作用下，容易膨脹和變形。對于尺寸精度要求高的零件，切削加工時要特別注意。
4） 切屑強度和韌性高，不易折斷。
由此可見，高錳鋼的切削加工性很差，其相對切削加工性Kr約為0.2～0.4，特別是毛坯存在夾雜、砂眼、余量不均勻等缺陷時，其Kr值還會進一步降低，比高強度鋼還難加工。另外，高錳鋼的切削加工性還會受到加工方式、零件尺寸大小、熱處理狀態(tài)的影響。實踐表明，其切削加工性按車——銑——鏜——鉆順序難度變大。在同一種加工方式下，小工件加工性優(yōu)于大工件；高錳無磁鋼加工性優(yōu)于高錳耐磨鋼；未經(jīng)水韌處理后的。
高錳鋼常采用“水韌處理”，即把鋼加熱到1000～1100度后保溫一段時間，以便使鋼中碳化物全部溶于奧氏體，然后在水中急速冷卻，使碳化物來不及從奧氏體中析出，從而獲得單一均勻的奧氏體金相組織，因此又稱高錳奧氏體鋼。這時的高錳鋼才具有較好的使用性能，如高強度、高韌性、高耐磨性、無磁性等。其主要性能是在較大的沖擊或接觸應力的作用下，表層訊速產(chǎn)生加工硬化，并有馬氏體及∑相沿滑移面形成，使零件得到高耐磨性的表層，而里層仍具有優(yōu)良的韌性，能承受大的沖擊載荷。常用于耐磨零件和電機中無磁高錳鋼件。
高錳鋼的原始硬度和屈服強度雖然不高與45度鋼相近，但其抗拉強度較高，約為45鋼的2倍，塑性很大約為45鋼的4倍，韌性也特別高約為45鋼的8倍。實驗表明，高錳鋼的伸長率隨溫度的升高而下降，但超過600度時又很快增加。在經(jīng)受塑性變形之后，其奧氏體組織容易轉(zhuǎn)變?yōu)榧毦Я５鸟R氏體組織，致使加工硬化特別嚴重，其硬化程度超過奧氏體不銹鋼，能使硬度從原來的170～220HB提高到500～550HB，冷硬層深度可達0.3mm以上，高溫下表面還容易形成高硬度的氧化層。另外，它的熱導率很低約為45鋼的1/4，熱膨脹系數(shù)卻很高與黃銅差不多。上述力學物理性能，決定了高錳鋼是一種很難切削的材料。其切削加工性很差，具體分析有如下特點。
1） 切削時，塑性變形大，加工硬化十分嚴重。其硬化程度可達近3倍，致使單位切削力很大，車外圓時約比加工45鋼時增大60%。
2） 由于切削力大，使單位切削功率增大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量多，而工件材料高錳鋼導熱性能又差，致使切削區(qū)溫度高，可達1000度以上，刀具磨損嚴重、刀具壽命低，所以允許的切削速度不高。
3） 高錳鋼塑性大，切削時易形成積屑瘤和鱗刺，故已加工表面質(zhì)量不易保證，且線膨脹系數(shù)大，在切削溫度作用下，容易膨脹和變形。對于尺寸精度要求高的零件，切削加工時要特別注意。
4） 切屑強度和韌性高，不易折斷。
由此可見，高錳鋼的切削加工性很差，其相對切削加工性Kr約為0.2～0.4，特別是毛坯存在夾雜、砂眼、余量不均勻等缺陷時，其Kr值還會進一步降低，比高強度鋼還難加工。另外，高錳鋼的切削加工性還會受到加工方式、零件尺寸大小、熱處理狀態(tài)的影響。實踐表明，其切削加工性按車——銑——鏜——鉆順序難度變大。在同一種加工方式下，小工件加工性優(yōu)于大工件；高錳無磁鋼加工性優(yōu)于高錳耐磨鋼；未經(jīng)水韌處理后的。
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