高锰钢的切削加工性讲解

高锰钢的切削加工1．切削高锰钢时怎样选择刀具材料？高锰钢属难加工材料，对刀具材料要求较高。

一般来说，要求刀具材料红硬性高、耐磨性好，有较高的强度、韧性和导热系数。

切削高锰钢可选用硬质合金、陶瓷做刀具材科，也可以用cn25涂层刀片或cbn(立方氮化硼)刀具。

其中yg类硬质合金具有较高的抗弯强度和冲击韧性(与yt类硬质合金比较)，可减少切削时的崩刃。

同时，yg类硬质合金的导热性较好，有利于切削热从刀尖散走，降低刀尖温度，避免刀尖过热软化。

yg类硬质合金的磨加工性较好，可以磨出锐利的刃口。

一般情况下，刀具的耐用度取决于刀具材料的红硬性、耐磨性和冲击韧性。

yg类硬质合金中含钴量较多时，抗弯强度和冲击韧性好，特别是提高了疲劳强度，因此适于在受冲击和震动的条件下作粗加工用；含钴量较少时，其硬度、耐磨性和耐热性较高，适合作连续切削的精加工。

yt类硬质合金具有较高的硬度和较高的耐热性，但与yg类硬质合金相比，其强度低、脆性大，导热性差。

因此，切削高锰钢时通常选用韧性好的yg类硬质合金作刀具材料。

应当注意的是，yg类硬质合金不适于高速切削，因为在高速切削钢料时，切削时的高温将使刀具前刀面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类硬质合金作刀具材料。

yg类硬质合金中添加适量的(一般为0.5％～3％左右)tac(碳化钽)或nbc(碳化铌)，可提高其硬度和耐磨性而不降低其韧性。

切削高锰钢可选硬质合金牌号有：yg8、yg6a、yg6x、yg8n、yw1、yw2a、yw3、yc45、767、798、813等。

采用陶瓷刀片进行高锰钢的精车、半精车，但不能加工粗车，可选用较高的切削速度，加工表面质量好，刀具耐用度高。

例如利用al2o3基陶瓷刀具切削50mn18cr4高锰钢比用硬质合金刀具效率提高1～4倍。

采用cbn(立方氮化硼)刀具：CBN刀具可以对高锰钢进行粗车，半精车，精车。

切削高锰钢如何选择刀具材料1、高锰钢的类别与性能锰含量约为11％～18％的钢称高锰钢。

常用的铸造高锰钢ZMn13的化学成分为：Mn含量11％～14％，c含量1.0％～1.4％，Si含量0.3％～1.0％，P含量<0.03％，S含量<0.05％。

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。

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。

高锰钢具有很高的耐磨性，虽然它的硬度只有HB210，但它的屈服点σs较低，只有σb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HB450～550，因此有了较高的耐磨性。

2、高锰钢的切削加工性能(1)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HB200～220，加工后表面硬度可达HB450～550，硬化层深度0.1～0.3 mm，其硬化程度和深度要比45号钢高几倍。

严重的加工硬化使切削力增大，加剧了刀具磨损，也容易造成刀具崩刃而损坏。

(2)切削温度高：由于切削功率大，产生的热量多，而高锰钢的导热系数比不锈钢还低，只有中碳钢的1/4，所以切削区温度很高。

当切削速度Vc<50 m/min时，高锰钢的切削温度比45号钢高200℃～250 ℃，因此，刀具磨损严重，耐用度降低。

(3)断屑困难：高锰钢的韧性是45号钢的8倍，切削时切屑不易拳曲和折断。

(4)尺寸精度不易控制：高锰钢的线膨胀系数与黄铜差不多，在高的切削温度下，局部产生热变形，尺寸精度不易控制。

切削高锰钢时，应先进行粗加工，工件冷却后再进行精加工，以保证工件的尺寸精度。

3、切削高锰钢时各种刀具材料的特点高锰钢属难加工材料，对刀具材料要求较高。

一般来说，要求具材料红硬性高、耐磨性好，有较高的强度、韧性和导热系数。

高锰钢在加工中选用什么样刀具？几种刀具在加工中特性高锰钢加工用立方氮化硼（CBN）材料比较好。

一、高锰钢的切削加工性能1，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HB200～220，加工后表面硬度可达HB450～550，硬化层深度0.1～0.3 mm，其硬化程度和深度要比45号钢高几倍。

严重的加工硬化使切削力增大，加剧了刀具磨损，也容易造成刀具崩刃而损坏。

2，切削温度高：由于切削功率大，产生的热量多，而高锰钢的导热系数比不锈钢还低，只有中碳钢的1/4，所以切削区温度很高。

当切削速度Vc<50 m/min时，高锰钢的切削温度比45号钢高200℃～250="">50>二、切削高锰钢时各种刀具材料的特点高锰钢属难加工材料，对刀具材料要求较高。

一般来说，要求具材料红硬性高、耐磨性好，有较高的强度、韧性和导热系数。

1，高速钢是一种高合金工具钢.能承受切削温度500~600C，目前加工高锰钢基本不能胜任，一般用于制作非标钻头使用。

2，硬质合金刀具加工高锰钢时，一般用于小型零件的加工（大型高锰钢零件选用非金属粘合剂的CBN刀具牌号更合适），据统计，当高锰钢零件单件加工时长小于5min时，可选用硬质合金刀具，粗加工可采用抗冲击韧性较好的YG系列牌号，精加工选用YW系列。

3，陶瓷材料的特点：硬度高（91~94HRA)，耐磨性好，耐热性高(>1200),允许用较高的切削速度，但脆性大，切削时容易崩刀。

4，立方氮化硼（CBN）材料的特点：硬度高（7300~9000HV)，耐热性高（1300~1500度），耐磨性好，化学稳定性高于金刚石，与铁族金属的亲和力小，切削性能好，一般脆性较大，此时可以选择抗冲击韧性优异的CBN刀具牌号，譬如高锰钢磨辊和高锰钢轧臼壁（破碎机圆锥）零件加工用的BN-K1或BN-S20两种牌号；由于此类非金属粘合剂CBN刀具的韧性和耐磨性的优异，使得可以胜任高锰钢的粗加工和精加工。

车削加工高锰钢耐磨铸件刀具材质及切削参数(解决高硬度铸件难于加工问题)车削加工高锰钢耐磨铸件刀具材质及切削参数〔解决高硬度铸件难于加工问题〕高锰钢材质〔ZGMN13〕加工〔粗车〕遇到刀具车不动，掰刀〔加工效率低下〕问题，品牌市场部高锰钢铸件一般存在铸造缺陷夹渣砂孔，刀具经常出现掰刀，崩刃。

高锰钢材质工件由于这些铸造缺陷造成了刀具难于切削加工问题。

车削工时短、加工余量小的，刀具牌号常选YS8、YW1合金，陶瓷刀具。

如果工件大或加工余量大，车削硬化会非常严重，如果是批量生产，用加夹车刀最划算。

有夹砂、断续车等恶劣工况，硬质合金刀头就会非常吃力造成粗车崩刀，精车烧刀。

针对高锰钢材质耐磨铸件可选用BN-K1材质刀具，此BN-K1材质刀片性能：硬度高，抗冲击性强，韧性好，耐高温。

BN-K1材质追求高的抗冲击性能，针对高硬度短铁屑工件研发，具备高硬度的同时，其抗冲击性能更优异，适合大余量粗加工高硬度铸铁件如高铬合金，高锰钢，高镍铬合金，冷硬铸铁，白口铸铁；广泛应用于矿山机械，冶金机械，水泥、电力设备耐磨备件行业。

零件的材料为铸造高锰钢〔ZGMn13〕,在加工过程中具有一下的特点。

高锰钢材料强度较高，尤其是高温时强度要比一般钢材大得多，再加工塑性变形大，加工时加工时硬化现象严重，因此在车削高锰钢材料时，车削力一般都比车削普通碳素钢时大得多。

车削温度高，高锰钢材料的导热系数都比拟低，车削过程中切削的塑性变形，使材料产生硬化，增大了切削抗力，加快车刀的磨损，甚至产生崩刀容易粘刀，高锰钢由于加工硬化严重，容易产生冷焊和熔焊等粘刀现象。

粘刀不利于切屑的排除，容易使铁屑堵赛，刀具容易崩刃或打刀，以及使刀具产生粘结磨损。

加工高锰钢难点主要是高锰钢机加工过程存在加工硬化现象，且由于加工高锰钢防止不了高锰钢铸件外表夹砂问题比拟费刀具。

华菱超硬品牌加工高锰钢刀具牌号为BN-K1.广泛应用于加工高锰钢，提高高锰钢机加工效率，降低高锰钢机加工刀具本钱。

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。

1 2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。

2ＺＧＭｎ13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。

( 5 )尺寸精度不易控制。

3切削高锰钢的合理方法3 1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60 0～65 0℃,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。

3 2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、ＹＣ4 5、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0 5 %～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。

高锰耐磨钢X120Mn12加工性能特点
X120Mn13高锰钢加工特点:
（1）切割：
X120Mn12钢板可以采用等离子或激光切割。

（2）成型：
成型可以毫无困难地进行，因为供应条件下的板材具有延展性。

为避免开裂，已通过剪切加工硬化的边缘应沿要形成的边缘进行2至3毫米的倒角研磨。

如果可能，成型应在一次操作中进行，以避免加工硬化。

（3）钻孔：
由于锰含量为11% 至14%，高锰钢难以钻孔，并且很快加工硬化。

重型、非常坚固的机械需要使用8%钴高速钢的穿甲钻，或者最好使用带有可更换硬质合金刀片的特殊钻头。

避免中心冲孔或让钻头在没有钻进的情况下在表面上摩擦，这会产生加工硬化的效果。

（4）焊接：
焊接应使用E308Mo型奥氏体不锈钢耗材进行。

作为热膨胀系数高、导热系数低的高锰钢，焊接应在低热值下进行。

材料在300°C至800°C的温度范围内长时间放置会因碳化物析出而导致脆化。

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