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南通第二机床有限公司

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高锰钢的分类和材料特性与切削加工特点

发布时间:2018-8-20
  1.高锰钢的分类和材料特性
  锰含量约为11%~18%的钢称高锰钢。常用的铸造高锰钢ZGMnl3的化学成允为:Mn含量1l%~14%,C含量1.o%~1.4%,Si含量0.3%~1.0%,P含曩d0.03%,S含量-(0.05%。
  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。所谓水韧处理,就是把钢加热到1000-1100度,保温一段时间,使钢中的碳化物全部溶入奥氏体中,然后迅速冷却,使碳化物来不及从奥氏体中析出,从而保持了单一的、均匀的奥氏体组织。经过水韧处理韵高锰钢称为高锰奥氏体钢。其力学性能为。Бb=980MPa,бs=392MPa,硬度210HB,δ=80%,ɑk=2.94MJ/m2。
  高锰钢具有很高的耐磨性,虽然它的硬度只有210HB,但它的屈服点бs较低,只有%的40%,因此具有较高的塑性和韧性。高锰钢在受到外来压力和冲击载荷时,会产生很大的塑性变形或严重的加工硬化现象,钢被剧烈强化,硬度显著提高,可达450~550HB,因此有了较高的耐磨性。
  高锰钢可分为高碳高锰耐磨钢、中碳高锰无磁钢、低碳高锰不锈钢和高锰耐热钢。几种高锰钢的牌号和性能见表。
  表 几种高锰钢的牌号与性能

牌号

HB(HRC)

Бb/MP

Δ/%

?k/MJ/m2

k/W

ZGMnl3

210

980

50~80

2.9~4.9

13

70Mnl5er2A13WMoV2

(48~50)

1470

4.5

0.14

14

ICrl4Mnl4Ni

286

9lO

70

6.86

20

6Mnl8AlSi2Ti

266

850

53

5.19

10

  2.高锰钢的切削加工特点
  离锰钢锰含量高达11%~18%,具有较高的塑性和韧性,在运用南通第二机床有限公司生产的平面磨床切削加工中有以下特点。
加工硬化严重
高锰钢在切削过程中,由于塑性变形大,奥氏体组织转变为细晶粒的马氏体组织,从而产生严重的硬化现象。加工前硬度一般为200~220HB,加工后表面硬度可达450~550HB;硬佗层深度0.1~0.3mm,其硬化程度和深度要比45钢高几倍。严重的加工硬化使切削力增大,加剧了刀具囊攘,也容易造成刀具崩刃而掼坏。
  (2)切削温度高
  由于切削功率大,产生的热量多,而高锰钢的热导率比不锈钢还低,只有中碳钢的1/4,所以切削区温度很高。当切削速度uc小于50re/min时,高锰钢的切削温度比45钢高200~250℃,因此,刀具磨损越严,耐用度降低。
  (3)断屑困难
  高锰钢的韧性是45钢的8倍,切削时切屑不易卷曲和折断。
  (4)尺寸精度不易控制
  高锰钢的线账系数与黄铜差不多,在高的切削温度卡,局部产生热变形,尺寸精度不易控制。
  (5)南通第二机床有限公司生产的平面磨床切削力大
  与切削正火45钢相比,用硬质合金刀具对高锰钢零件进行外圆车削时,切削力增加约64%;钻孔时,切削转矩与轴向力增加3-4倍。
  (6)切削加工性低
  ZGMn13的相对加工性约为正火45钢的1/4。切削高锰钢时,应先进行粗加工,工件冷却后再进行精加工,以保诞证工件的尺寸精度。
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