怎样切削加工高锰钢?

(1)高锰钢及其性能锰的质量分数为11% ~18%的钢，称为高锰钢。高锰钢是一种耐磨钢，经过水韧处理后的高锰钢，可以得到较高的塑性和冲击韧性。它的硬度为210HBW、抗拉强度R.为980MPa，伸长率δ为80%，冲击韧度ak为2.9~6.86MJ/m2,热导率K为10~20W/ (m·K)。虽然硬度不高，但屈服点σ,很低，只有Rm的40% ,具有较高的塑性和韧性。当受到外来压力和冲击载荷后，会产生很大的塑性变形和严重的表层硬化现象，钢被剧烈强化，硬度可达450~550HB,因此具有很高的耐磨性。

(2)切削特点

1)加工硬化严重。高锰钢在切削的过程中，由于塑性变形大，奧氏体组织转变为细晶粒的马氏体组织，从而产生严重的加工硬化现象。一般在加工前的硬度为200~220HBW，可在切削后的表面硬度可达450~550HBW,硬化层深度达0.1 ~0.3mm。其硬化程度和深度比切削45钢高好几倍，加剧了刀具的磨损。

2)切削力大。切削ZMn13的单位切削力(3830N/mm)比切削45钢(2100N/mm2)高60%。

3)切削温度高。由于切削高锰钢的切削力与切削功率大，产生的热量多，加之它的热导率小，仅为45钢的1/4左右，所以切削区温度很高。当v。<50m/min时，它的切削温度比切削45钢高200~250℃。

4)断屑困难。高锰钢的韧性，是45钢的8倍，伸长率大，变形系数大，造成切屑不易折断。

(3)刀具材料应选用涂层高速钢和含钴高速钢，如W2Mo9Cr4VCo8、W12Mo3Cr4VCo5Si、 W6Mo5Cr4 V2Al、W12Mo3Cr4V3N;硬质合金应选用含TaC或NbC的细晶粒和超细晶粒硬质合金，如YS2、 YS8、YG813、 YG643、YW1、YW3等;陶瓷刀具和PCBN也用于切削高锰钢。

(4)刀具几何参数硬质合金刀具，γ。= -3°~3°, α。=8°~12°;陶瓷刀具，γ。= -5°~-10°，。α=5°~10°; Kr=25° ~45°，Kr' =10°~15°，精加工Kr' =60°~90°; λ,=0°~-10°，r。=0.5~2mm;γ。1=-5°~-20°，b,=0.2~0.8mm。

(5)切削用量高速钢刀具，νe=3 ~5m/min;硬质合金刀具，νe =20~40m/min;陶瓷刀具，νe=40~60m/min;PCBN刀具，νe=80~120m/min。为了使切削刃在硬化层外切削，a,和f应尽量大于硬化层深度。

(6)通过热处理改善高锰钢的切削加工性金属材料的切削加工性，取决于材料的力学性能和物理性能。可以通过热处理来改变它。将高锰钢加热到600~650℃回火，保温2h后冷却，使高锰钢的奥氏体组织转变为索氏体组织，可以使加工硬化显著降低，改善切削加工性。零件在使用前，再重新淬火，使其再重新变成单一的奧氏体组织。

(7)注意的问题在切削高锰钢时，一定注意用不同的刀具材料选用不同的νe;刀具不要在切削表面停留，以免加剧硬化;一般在切削时，采用较低的νe、较大的ap和f。