1.高錳鋼的分類和材料特性
錳含量約為11%~18%的鋼稱高錳鋼。常用的鑄造高錳鋼ZGMnl3的化學(xué)成允為: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%。
高錳鋼是一種耐磨鋼,經(jīng)過水韌處理的高錳鋼可以得到較高的塑性和沖擊韌性。所謂水韌處理,就是把鋼加熱到1000-1100度,保溫一段時間,使鋼中的碳化物全部溶入奧氏體中,然后迅速冷卻,使碳化物來不及從奧氏體中析出,從而保持了單一的、均勻的奧氏體組織。經(jīng)過水韌處理韻高錳鋼稱為高錳奧氏體鋼。其力學(xué)性能為。Бb=980MPa,бs=392MPa,硬度210HB,δ=80%,ɑk=2.94MJ/m2。
高錳鋼具有很高的耐磨性,雖然它的硬度只有210HB,但它的屈服點бs較低,只有%的40%,因此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(chǎn)生很大的塑性變形或嚴重的加工硬化現(xiàn)象,鋼被劇烈強化,硬度顯著提高,可達450~550HB,因此有了較高的耐磨性。
高錳鋼可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。幾種高錳鋼的牌號和性能見表。
表 幾種高錳鋼的牌號與性能
牌號 | 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.高錳鋼的切削加工特點
離錳鋼錳含量高達11%~18%,具有較高的塑性和韌性,在運用南通第二機床有限公司生產(chǎn)的
平面磨床切削加工中有以下特點。
加工硬化嚴重
高錳鋼在切削過程中,由于塑性變形大,奧氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)榧毦Я5鸟R氏體組織,從而產(chǎn)生嚴重的硬化現(xiàn)象。加工前硬度一般為200~220HB,加工后表面硬度可達450~550HB;硬佗層深度0.1~0.3mm,其硬化程度和深度要比45鋼高幾倍。嚴重的加工硬化使切削力增大,加劇了刀具囊攘,也容易造成刀具崩刃而摜壞。
(2)切削溫度高
由于切削功率大,產(chǎn)生的熱量多,而高錳鋼的熱導(dǎo)率比不銹鋼還低,只有中碳鋼的1/4,所以切削區(qū)溫度很高。當(dāng)切削速度uc小于50re/min時,高錳鋼的切削溫度比45鋼高200~250℃,因此,刀具磨損越嚴,耐用度降低。
?。?)斷屑困難
高錳鋼的韌性是45鋼的8倍,切削時切屑不易卷曲和折斷。
(4)尺寸精度不易控制
高錳鋼的線賬系數(shù)與黃銅差不多,在高的切削溫度卡,局部產(chǎn)生熱變形,尺寸精度不易控制。
?。?)
南通第二機床有限公司生產(chǎn)的平面磨床切削力大
與切削正火45鋼相比,用硬質(zhì)合金刀具對高錳鋼零件進行外圓車削時,切削力增加約64%;鉆孔時,切削轉(zhuǎn)矩與軸向力增加3-4倍。
?。?)切削加工性低
ZGMn13的相對加工性約為正火45鋼的1/4。切削高錳鋼時,應(yīng)先進行粗加工,工件冷卻后再進行精加工,以保誕證工件的尺寸精度。