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高錳鋼的切削加工

2019/11/11 17:26:39??????點擊:
  錳含量為11%~18%的鋼稱為高錳鋼。常用的鑄造高錳鋼ZMn13的化學成分為:Mn含量為11%~14%,C含量為1%~1.4%,Si含量為0.3%~1%,P含量小于0.03%,S含量小于0.05%。


  高錳鋼是一種耐磨鋼,經過水韌處理的高錳鋼可以得到較好的塑性和沖擊韌性。所謂水韌處理,就是把鋼加熱到1000~1100℃,保溫一段時間,使鋼中的碳化物全部融入到奧氏體中,然后迅速冷卻,使碳化物來不及從奧氏體中析出,從而保持單一均勻的奧氏體組織。經過水韌處理的高錳鋼,稱為高錳奧氏體鋼。其力學性能為:σb=980Mpa,σs=392Mpa,硬度210HBW,δ=80%,ak=2.94MJ/m2。


  高錳鋼雖然硬度只有210HBW,但它的屈服點σs較低,只有σb的40%,因而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,會產生很大的塑性變形和嚴重的加工硬化現象,鋼被劇烈地強化,硬度顯著提高,可達450~550HBW,因而有了很高的耐磨性,這是高錳鋼性能的顯著特點。如用來制造鐵路的道岔、碎石機上的碎石板、挖掘機的鏟斗及車輛上的履帶等。


  高錳鋼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。


  1.高錳鋼的切削加工特點


 ?。?)加工硬化特別嚴重。高錳鋼在切削過程中,由于塑性變形大,奧氏體組織轉變為細晶粒的馬氏體組織,從而產生嚴重的硬化現象,硬度可從210HBW提高到500HBW以上,比基體的硬度提高2.5倍左右,硬化層深度可達0.1~0.3mm。這不僅使切削力和切削熱增大,也加劇了刀具的磨損,給下一次的切削加工帶來了困難。它的硬化程度和深度,是切削45鋼的好幾倍。


 ?。?)切削力大。據有關文獻得知,切削ZGMn13時的單位切削力3800MPa/mm2比切削45鋼的單位切削力2300MPa/mm2增大60%左右。


 ?。?)切削溫度高。由于切削高錳鋼的切削力和切削功率大,產生的熱量就多。加之它的熱導率又小,僅為45鋼熱導率的1/4左右,所以切削區的溫度很高。當切削溫度vc≤50m/min時,高錳鋼的切削溫度比切削45鋼的切削溫度高200~250℃。


 ?。?)斷屑困難。高錳鋼的韌性是45鋼的8倍,伸長率也很大,造成變形系數和切削力大。在切削加工時,切屑不易折斷,給切屑處理帶來很大困難。


 ?。?)加工精度不易保證。由于高錳鋼的線膨脹系數大,約為20×10-6(1/℃),與黃銅差不多。在切削熱的作用下,易產生熱變形,而影響工件的加工精度。
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