高锰钢的加工及切削参数
高猛高的切削加工
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。
高锰钢ZGMn13的钻削加工小乔nbsp2010年1
高锰钢ZGMn13的钻削加工小乔 nbsp 2010年1 高锰钢ZGMn13的钻削加工小乔nbsp 2010年1高锰钢ZGMn13的钻削加工 2010年11月11日大连交通大学许立陈志慧摘要:高锰钢ZGMn13作为一种典型的难加工材料，由于其优良的耐磨性，价格低廉，所以广泛的应用于受冲击较大的零部件，本文在介绍高锰钢ZGMn13基本性能和钻削加工性的基础上.阐述了实践中可以用于ZGMn13钻削加工的刀具结构和材料。
关键词:ZGMn13;钻削;加工硬化;硬质合金;钻头1.引言自1882年英国人哈德菲尔德(Hadfield)发明了高锰钢.它的使用已经有一百多年的历史。
成为传统的耐磨材料，得到了广泛应用。
如挖掘机的铲斗、破碎机的颚板和衬板、坦克的履带板、主动轮、从动轮和履带支承滚轮、铁路辙叉等。
ZGMn13钢的耐磨特性是其它任何钢种不可比拟的。
但是，其有良好的工作性能的同时又表现出在对其进行切削时的难加工性。
它是一种典型的难加工材料，特别是在孔加工当中，由于钻削本身属于半封闭式加工，使得ZGMn13钢的钻削更加困难。
2.ZGMn13钢的基本性能ZGMn13钢的主要成分为:1.30%C、0.30%,0.80%Si、11.0%,14.0%Mn(Mn/C=10,12)。
ZGMn13钢铸件的性质硬而脆.机加工比较困难，不能实际应用。
其原因是在铸态组织中存在着碳化物。
实践证明，ZGMn13钢只有在全部获得奥氏体组织时才呈现出最为良好的韧性和耐磨性。
为了使ZGMn13钢得到良好纯奥氏体组织，必须进行“水韧处理”。
水韧处理是淬火处理的操作，其方法是把钢加热至临界点温度以上(约1000—1100?)保温一段时间，使钢中碳化物能全部溶解到奥氏体中去，然后迅速浸淬于水中冷却。
由于冷却速度非常快，碳化物来不及从奥氏体中析出，因而保持了均匀的奥氏体状态。
ZGMn13的原始硬度与45号钢(正火)相近，约为HB180,220。
当ZGMn13钢受到强大的冲击时.表面层硬度迅速提高到HB450,550，这种加工硬化层能够达到0.3mm。
切削高锰钢如何选择刀具材料
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。
高锰钢的切削加工
度 高２ ０ ０～２ ５ ０℃。
为 高 锰 钢 。 常 川 的 铸 造 高 锰 钢
Ｚ Ｍｎ ｌ ３ 的化 学 成分 为 ：Ｍｎ 含量 为
ｌ ｌ ％～Ｊ ４ ％，Ｃ含量 为 ｌ ％～Ｊ ． ４ ％， ｓ ｉ 含 量 为０ ． ３ ％～１ ％，Ｐ含量 ／ Ｊ ， ｑ
１ ． 高锰 钢 的切 削加 工 特点
（ １ ）加 工硬 化特 圳严 藕。高
Ｉ Ｃｒ １ ４ ＭＩ ｌｌ ４ Ｎｉ
硬 度
２ｌ （ ） ＨＢＷ
（ 丁 ’ ｌ 盯‘ ￣ １ ｋ ／ ＭＰ ａ ／ ＭＰ ａ ／（ ＭＪ － ｍ ）
９８ ０ ５ ０～８ （ ）
４． ５
／１ ｗ－【 ｍ・ Ｋ） ｌ 。
Ｉ ３
１ ４
２． ９～４． ９
０． １ ４
７ ０ Ｍ１ １ ｌ ５ Ｃｒ ２ Ａ１ ３ Ｗ Ｍ‘ １ Ｖ２ ４ ８— — ５ ０ ＨＲＣ ｌ ４７ ０
（ ２） 切 削 力 大 。 据 有 关 义 献 知 ，切 ＮＺＧＭｎｌ ３ 时 的 单 位
好 的 性 和 冲 击韧 性 。 所 甜 水 韧 处 理 ，就 是 把 钢 加 热 到 ｌ ０ ０ ０～ ｌ １ ０ ０ ｃ ，保 温 一段 时 州 ，使 钢 中 的 碳 化 物 全 部 融 入 到 奥 氏体 中 ， 然 后 迅 速 冷 卸 ， 使 碳 化 物 来 不 肢 从 奥 氏 体 中析 ｌ １ ｛ ，从 而 保 持
０ ． ０ ３ ％，Ｓ 含量 ， ｂ－ ｔ ： ０ ． ０ ５ ％。
（ ４ ）断 屑 难 。高 锰钢 的 韧 性是４ ５ 钢的８ 倍 ，伸长 率 也很 人 ，
Get清风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)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。
立方氮化硼刀片加工高锰钢的有效参数
立方氮化硼刀片加工高锰钢的有效参数一、加工高锰钢时常出现的问题（1）加工硬化严重，加剧了刀具磨损，容易造成刀具崩刀而损坏（2）切削力大；（3）切削温度高，致使刀具耐用度降低和工件易变性，尺寸精度低；（4）加工精度不容易保证，刀具和切屑之间由于高温、高压作用，容易形成鳞刺，影响工件表面粗糙度，很难保证工件质量；（5）切削时切屑不容易卷曲和折断，切屑除了困难。
二、高锰钢加工用刀具及选择标准由于高锰钢极易加工硬化，属于典型的难加工材料，故加工高锰钢的刀具材料必须具有高硬度，高热硬性，高耐磨性，高的强度和抗冲击韧性，和导热系数较高。
目前加工高锰钢的刀具材料有硬质合金刀具，涂层硬质合金刀具，陶瓷刀具和立方氮化硼刀片。
相比以上四种刀具的性能大家都很了解，故在此就不在一一介绍本身的。
下面就简单介绍一下以上几种刀具材料是否适合加工高锰钢。
1、如果单件加工工时小于五分钟，可选用硬质合金刀具，大切深可考虑YG系列，小切深考虑用YW系列,切削速度控制在Vc=20～40 m/min较好。
2、如果工件加工时间长，表面质量差，粗加工选择整体立方氮化硼刀片，精加工可考虑陶瓷刀具或者涂层刀片，陶瓷的切削速度可控制在Vc=50～80m/min之间。
由于在加工过程中，切削层及表层下一定深度范围内会产生严重的硬化现象，故应选择较大的切削深度和进给量，一般粗车时ap=3～6 mm,Fr=0.3～0.8 mm/r；大件粗车时可取ap=6～10 mm；半精车时ap=1～3 mm；Fr=0.2～0.4mm/r；精车时ap≤1mm；f≤0.2mm/r。
但以上三种刀具均不能很好的加工高锰钢，加大吃刀深度，硬质合金刀具会出现不耐磨的现象，陶瓷刀具易崩损，涂层刀具由于表面耐磨层较薄，常时间的加工也会出现不耐磨的现象。
其中立方氮化硼刀片相较于以上三种刀具加工高锰钢效果较好。
华菱超硬研制的非金属粘合剂立方氮化硼刀片BN-S20牌号，不仅可大余量粗车高锰钢，而且如遇到铸造缺陷，不会出现剧烈磨损和崩刀现象。
高锰钢的切削加工性讲解
返回
刃倾角
• 为了保持刀尖部分的强度，切削高锰钢时 一般应选择负刃倾角。
• 选用硬质合金刀具时，λs =-5°～0°。
• 选用陶瓷刀具时，λs =-10°～-5°。
刀尖圆弧半径
• 切削高锰钢时,不论采用何种刀具材料,刀尖 部分都应修磨出较大的圆弧半径,以加强刀 尖强度,提高刀具耐用度.一般粗车时rε=1～ 2 mm;半精车时 rε=0.5～1 mm;精车时 rε=0.2～0.5mm。工艺系统刚性好时取大 值,反之取小值 。
前后角
主副偏角
刃倾角
前角与后角
1. 切削高锰钢时,为了减轻加工硬化,要求刀具保持 锋利.但一般不可以采用大前角,因为前角大不利 于保证刃口强度和改善散热条件.常采用较小前 角或负前角及较大后角,但后角太大也会削弱刃 口强度引起崩刃。 2. 采用硬质合金刀具时，γ0=-3°～3°， α0=8°～12°；采用陶瓷刀具时，γ0=-5°～10°,α0=5°～10°。粗车时取小值,精车时取 大值。
返回
铣削ZGMn13的刀具磨损曲线
结束
水韧处理：
所谓水韧处理,就是把钢加热到1000℃～ 1100℃,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.
铁碳合金相图
返回
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HBS200～220，加工后表面硬度可达 HBW450～550，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。
4. 高锰钢在切削过程中,由于塑性变形和切 削力的影响,切削层及表层下一定深度范围 内会产生严重的加工硬化现象。为了使刀 尖避开毛坯表层和前一次走刀造成的硬化 层,应选择较大的切削深度和进给量。 5. 一般粗车时αp =3～6 mm，f=0.3～0.8 mm/r；大件粗车时可取αp =6～10 mm; 半精车时αp =1～3 mm；f=0.2～0.4 mm/r；精车时口αp ≤1 mm；f≤0.2mm/r。
X120Mn12高锰钢加工性能特点
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。
上海频开实业有限公司位于国内现有规模较大的钢材市场——乐从钢铁世界，是涟钢耐磨钢战略客户，供应高锰耐磨钢X120Mn12，可供规格4-25mm，代订期货；其他产品有高强度钢板、工程机械用钢、汽车大梁钢、冷轧高强车厢板、耐候钢、耐酸钢、中高碳钢，常备万吨库存，多种规格可选，集原材料供应、加工、物流配送于一体的现代化企业。
高锰钢的切削加工探讨
高锰钢的切削加工探讨[摘要]高锰钢是含锰量在11%—18%的钢。
它是一种耐磨钢，其硬度只有hb210，屈服点较低，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。
高锰钢又分高碳高锰钢、中碳高锰钢、低碳不锈高锰钢、高锰耐热钢。
关键词高锰钢切削加工一、高锰钢切削加工特点由于高锰钢具有较高的塑性、韧性，其加工特点：一是加工硬化严重。
在切削过程中由于塑性变形大，奥氏体组织转变为晶粒的马氏体组织，从而产生硬化现象，加工后硬度达到hb450～550，硬化层深度达到0.1～0.3mm，其硬化程度比45号钢高几倍。
从而使切削力增大，加剧刀具磨损、崩刃。
二是由于其在切削时功率大，产生热量多，而其本身导热系数低，故而切削温度比45号钢高200～250°c，因此刀具磨损严重、耐用度降低。
三是其韧性是45号钢的8倍、难以断屑。
四是其膨胀系数大，在高温切削下，局部受热影响大，尺寸难以把握控制，所以切削高锰钢时要分粗加工、半精加工、冷却后再进行精加工，以保证尺寸精度。
二、高锰钢切削性能的改变金属材料的切削性能取决于其力学性能、物理性能：强度、硬度、塑性、韧性、耐磨性、线膨胀系数。
在实际生产中，改变其物理性能及力学性能的方法主要是热处理方法，从而改变其切削性能。
我是将高锰钢加热至600°c～650°c，保温2小时后再冷却，使它的奥氏体组织转变为索氏体组织来改变加工性能。
零件加工完后，使用前再进行淬火处理，使其内部组织重新转变为单一的奥氏体组织。
三、切削高锰钢时，刀具的选用1、刀具材料的选用难以切削加工的高锰钢对刀具材料的要求更高。
刀具材料必须具有更高的高耐磨、高耐热（红硬性）、高硬度、高强度、良好的塑形与韧性及良好的工艺性。
在实际生产中，我主要选用常用的刀具材料yg类硬质合金，也可以选用陶瓷刀片、cn25涂层刀片和cbn 刀具，但较贵。
对于要求高的零件，用陶瓷刀进行精车。
机车高锰钢调质工艺流程
机车高锰钢调质工艺流程
内容:
一、工艺流程概述
机车高锰钢调质工艺主要包括以下几个步骤:
1. 选料:选择含锰量大于1.2%的高锰钢作为原料。
2. 熔炼:采用电弧炉或感应炉熔炼,控制好炉料成分,去除杂质。
3. 外轧:采用反复轧制,使钢片组织细化,提高强度。
4. 调质:通过高温回火、等温控制冷却等热处理,调整组织,获得理想的力学性能。
5. 测试:对调质后的钢材进行拉伸试验、冲击试验等,检验机械性能。
6. 加工:将调质后的钢材切割、钻孔等加工成零部件。
二、关键工艺参数
1. 熔炼温度控制在1600-1650°。
过高会造成烧损,过低影响去杂。
2. 轧制温度1000-1100°,轧制减薄率每通道10-15%。
3. 回火温度820-840°,保温时间1-2小时,空冷至650°,然后空冷。
4. 冷却速率对力学性能有显著影响,需严格控制。
5. 冲击试验温度-40°,拉伸强度≥1080,伸长率≥10%。
三、工艺优化方向
1. 优化熔炼工艺,减少杂质引入。
2. 加强过程检测,实时调整工艺参数。
3. 开发新型调质系统,缩短调质周期。
4. 加强冷却控制,获得更好综合性能。
5. 采用先进轧制设备,提高轧制效率。
高锰钢加工方法及刀具选择
高锰钢加工方法及刀具选择
高锰钢啊，那可是一种很有特点的材料呢！加工高锰钢可不像切豆腐那么简单。
要想加工好它，刀具的选择至关重要。
就好像战士上战场得有称手的兵器一样，选对了刀具，那加工高锰钢就事半功倍啦！不同的刀具就像是不同门派的武功秘籍，各有各的厉害之处。
比如说硬质合金刀具，这家伙就像个坚韧的勇士，能在加工中发挥大作用。
还有陶瓷刀具，那简直就是个神秘的高手，有着独特的优势。
加工高锰钢的时候，就像是一场和材料的较量。
刀具得足够锋利，才能在这场战斗中取得胜利呀！你想想看，如果刀具不给力，那不就像是拿着木剑去砍钢铁嘛，怎么可能成功呢？所以啊，一定要慎重选择刀具。
高速钢刀具呢，虽然也能参战，但相对来说可能就没那么突出了。
可别小瞧它哦，在某些情况下，它也能发挥出自己的价值呢。
这就好像团队里的每个成员，都有自己的位置和作用。
那怎么才能知道哪种刀具最适合呢？这可得好好研究一番。
要考虑高锰钢的硬度、加工的要求，甚至还要考虑成本呢！这可不是随随便便就能决定的事情。
再说说涂层刀具吧，这就像是给刀具穿上了一层神奇的铠甲，让它变得更加强大。
有了这层铠甲，刀具在加工高锰钢时就能更加游刃有余啦！
总之啊，加工高锰钢和选择刀具可真是一门大学问。
这可不是一朝一夕就能掌握的，需要不断地实践和探索。
难道不是吗？只有在实践中不断积累经验，才能找到最适合的加工方法和刀具。
这就像是攀登高峰，只有一步一个脚印，才能最终登上山顶，领略那美丽的风景。
所以，大家可一定要重视起来呀，可别小瞧了这高锰钢加工和刀具选择哦！。
高锰钢加工用刀具介绍，车刀及铣刀
高锰钢加工用刀具介绍，车刀及铣刀
高锰钢加工用刀具，主要是指加工高锰钢的车刀，加工高锰钢铣刀等。
1、高锰钢的加工性能
在未被加工前，高锰钢的硬度并不高，但具有较高的塑性与韧性。
加工高锰钢时，会产生很大的塑性变形和严重的表层硬化现象。
因此，高锰钢加工时其耐磨性很大。
与其它高硬度，难铣削材料一样，高锰钢有如下切削特点。
（1）加工硬化严重：
高锰钢在铣削过程中期塑性变形较大产生严重的加工硬化现象，其硬化层深度达0.1~0.3mm，其硬化程度和深度比45号钢大几倍，容易让刀具磨损。
（2）切削力大
（3）切削温度高
（4）断屑困难
高锰钢韧性大，伸长率大，变形系数大，所以切削不易折断。
2、加工高锰钢刀具材料与切削参数
加工高锰钢一般应采用硬质合金，细微粒硬质合金与超细微粒硬质合金，如YS2、YS8、YG813、YG643、YW1等。
其次也可以用陶瓷刀具，PCBN、含钴高速钢等材质刀具。
切削高锰钢是，若采用硬质合金刀具，其线速度为20~40m/min；陶瓷刀具该采用40~60m/min。
为了让切削刃在硬化层外切削，进给应尽量大于硬化层深度。
一般略具规模的数控刀具品牌，如大艾励文DaElement品牌，就
拥有高硬度铣刀系列可以用来加工高锰钢，如大艾励文6PP系列，就可以作为加工高锰钢铣刀，其加工效果也很理想。
加工高锰钢时，不同长材质的刀具材料要采取不同的切削参数。
如同样是加工高锰钢，硬质合金材质的高锰钢铣刀速度就可以被高速钢材质的大。
其次，刀具不要在切削表面停留，避免加工硬化加剧。
高锰钢的切削加工性教材
铣削ZGMn13的刀具磨损曲线
结束
水韧处理：
所谓水韧处理,就是把钢加热到1000℃～ 1100℃,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.
铁碳合金相图
返回
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HBS200～220，加工后表面硬度可达 HBW450～550，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。
高 锰 钢 金 相 组 织
高锰钢的切削加工特点：
1. 2. 3. 4. 5. 加工硬化严重 切削力大 切削温度高 断屑困难 尺寸精度不易控制
切削高锰钢的合理方法：
一、通过热处理改善切削加工性 二、合理选择切削刀具的刀具材料 三、合理选择刀具几何参数 四、合理选择切削用量
切削前的热处理
改善高锰钢的切削性能可以通过高温回 o 火来实现。将高锰钢加热 600-650 C 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。
刃口倒棱
• 为了保证刃口有足够的强度,减少崩刃现象, 一般应将刃口修磨出负倒棱. • 硬质合金刀具倒棱宽度 bγ1=0.2～0.8 mm, 倒棱前角 γ01=-10°～-5°;如采用陶瓷刀 具,bγ1=0.2 mm,γ01=-20°。
切削用量选择
1. 高锰钢的切削加工性很差,为了维持一定的 刀具耐用度,切削速度应低些 。 2. 采用硬合金刀具时, Vc=20～40 m/min,其 中,较低的速度用于粗车,较高的速度用于 半精车和精车。 3. 采用陶瓷刀具时, 可以选用较高的切削速 度, 一般 Vc=50～80 m/min 。
高锰钢工艺流程
高锰钢工艺流程高锰钢工艺流程高锰钢是一种具有高硬度和耐磨性的特殊钢材，适用于制作切割工具、模具和耐磨零件等。
下面是高锰钢的工艺流程。
1. 原材料选择：高锰钢的主要成分是碳(C)、锰(Mn)和铬(Cr)，选择合适的原材料是确保工艺质量的关键。
一般选择含碳量在0.9%-1.2%、锰含量在11%-14%、铬含量在1.5%-2.5%的高锰钢坯料。
2. 坯料熔炼：将选定的高锰钢坯料放入熔炼炉中，加热至熔点以上，通过高炉炉膛进行熔炼。
在熔炉中加入适量的硅(Si)和铁(Fe)，以调节高锰钢的成分和温度。
3. 钢水净化：熔炼后的高锰钢钢水中会含有一些杂质，需要进行净化处理。
通常采用钢包除渣的方法，将钢水转移到钢包中，通过酸性材料如氧化钙(CaO)和氧化铝(Al2O3)等与杂质发生化学反应，使其浮于钢水表面，形成浮渣，然后倒掉浮渣。
4. 过铁：高锰钢中的锰元素与铁元素亲和力强，在冷却过程中容易析出高锰铁的形式，影响高锰钢的性能。
因此需要通过过铁处理，将钢水中的高锰铁和铁剔除掉。
过铁一般采用向钢水中加入适量的硅和铝，使其与高锰铁反应生成硅锰和飞灰等不容易析出的物质，然后通过除渣处理将其去除。
5. 铸造成型：经过净化处理后的高锰钢钢水注入到预先制作好的铸造模具中，然后冷却凝固成型。
铸造成型的方式有很多种，常用的方法包括静压铸造、喷射铸造、压力铸造等。
6. 热处理：铸造成型后的高锰钢还需要进行热处理，以进一步提高其硬度和耐磨性。
常用的热处理方式有淬火和回火。
首先将铸造件加热至适当的温度，然后迅速浸入冷却介质中进行淬火，使其快速冷却，提高硬度。
随后进行回火处理，以减轻淬火所引起的内部应力，提高材料的韧性和延展性。
7. 机械加工：经过热处理的高锰钢具有较高的硬度和耐磨性，但其形状和尺寸可能还不能满足要求，需要进行机械加工。
常见的机械加工方式有车削、铣削、冲孔等。
通过机械加工，可以对高锰钢进行修整、加工成型，使其达到设计要求。
高锰钢切削加工工艺性能的分析
高锰钢切削加工工艺性能的分析作者：孙广军来源：《工业设计》2018年第04期摘要：本文论述了高锰钢材料的特性，列举了高锰钢零件切削加工工艺性能及切削加工加工过程中经常出现的不良现象，分析了出现切削问题的原因，并以高锰钢材料的车削加工为例指出了提高切削加工工艺性能的刀具参数、切削用量和辅助切削的特殊方法，为提高高锰钢材料的切削效率提供参考。
关键词：高锰钢；切削加工；切削加工工艺参数高锰钢是一种耐磨钢，锰的含量通常在1O%-18%之间。
在常温下，通过对高锰钢进行水韧处理，可得到均匀启勺单相奥氏体组织，单相奥氏体组织的强度、硬度比较低，具有很好的塑性及韧性。
当材料表面遇到冲击、突然加压或摩擦后发生塑性变形，同时材料表面被剧烈强化，硬度可达HBW450-550，表面获得良好的耐磨性，同时材料内部仍保持良好的塑性及韧性。
由于高锰钢具有良好的耐磨性能及抗冲击性能，其广泛应用于采石、挖掘、采矿、铸造、煤炭工业及钢铁行业。
由于高锰钢组织具有导热系数低、线膨胀系数大、伸长率大和易加工硬化等特点，造成高锰钢材料切削加工工艺性能很差，车削加工的过程中容易出现加工硬化、切削力大、切削温度高、加工精度低及断屑困难的问题。
严重影响了高锰钢制品的成品率机加工效率，造成高锰钢制品加工成本提高。
因此需要根据高锰钢材料的特性探索合理的切削加工工艺参数，有效地解决高锰钢的切削加工难题。
1高锰钢切削加工过程中容易出现的问题1.1加工硬化由于水韧处理后的高锰钢组织为均匀的单相奥氏体组织，由于面心立方晶格的结构特点，受到外力作用晶格容易发生滑移，同时诱发硬度较低的奥氏体组织转变为高硬度的马氏体组织，使材料加工面发生加工硬化现象（硬度可达HBW 500）。
使））具磨损严重。
1.2切削力大，刀尖处应力集中严重经X射线衍射仪及比对标准卡片分析得出高锰钢工件在切削过程中，材料表面会发生氧化反应生成Mn203，经金相显微镜测定氧化层厚度约为o.1-o.3mm。
高锰钢加工
一、高锰钢的特性和切削加工性
高锰钢是一种机械行业常用的耐磨钢,有些衬板类无需加工,但有些零件,由于其设计需要又不得不加工。高锰钢常采用水韧处理,即把铸件加热到1000-1100°C后,急速水冷,使碳化物来不及从奥氏体中析出,从而获得单一均匀奥氏体金相组织,这时的高锰钢才具有较好的使用性能;如高强度,高韧性,高耐磨性。其重要性能是,在较大的冲击或接触应力的作用下,表层迅速产生加工硬化,能承受很大的冲击载荷。
(2)后角:为了减小后面的摩擦与磨损,减轻加工表面的加工硬化,后角α0=6 °-13 °,粗车时取小值,精车时取大值。
(3)切削用量
1.吃刀量,加工高锰钢时,吃刀量宜取中等数值,既避免切削力过大,又避免加速刀具磨损。一般我们选用:粗车ap=5-6mm,精车ap=0.5-1mm。2.进给量。由于加工高锰钢时硬化层深度较大,因而进给量宜选较大值。一般取f=0.2-0.3mm/r。3.切削速度,用硬质合金刀具加工高锰钢时,切削力大,切削温度高,刀具磨损快,所以切削速度不宜太快。一般取Vc=20-30m/min,其中较低的速度用于粗车,较高的速度用于半精车或精车。
三、高锰钢的合理切削条件
经过多达十多种盘类零件和轴类零件的车削加工,我们总结出了高锰钢的合理加工工艺。
(一)刀具材料:优先采用YM052,YM053刀具材料
(二)刀具几何参数及角度如下:
(1)前角:针对高锰钢切削力大和导热性差的特点,刀具的前角应选用较小值,以增强切削刃强度和散热体积。一般前角γ0=-5 °-8°,粗车时取小值,精车时取大值。
高锰钢的切削加工性很差,具有以下特点:
1.切削时,塑性变形大,加工硬化严重。致使单位切削力很大,车外圆时比加工45号钢增大60%以上。2.由于切削力大,使单位切削功率增大,单位时间内产生的热量多,而高锰钢自身导热性能又差,致使切削区温度高达1000°C以上,刀具磨损严重,刀具寿命低。3.高锰钢塑性大,切削时易形成积屑瘤和鳞刺。4.切屑强度大,韧性高,不易折断。
硬质合金群钻钻削ZGMn13高锰钢干切削实验研究
! 钻削实验
! " # 切削用量的优化 在切削加工中， 切削用量选用得合理与否， 直接 影响到加工质量、 生产成本和生产效率。长期以来， 金属切削加工中的切削用量是从有关切削手册中查 取或凭经验确定的， 但从切削用量手册上只能得到 一个范围值， 很难得到一个最优的切削用量。在实 际生产中， 由于使用的机床、 刀具及工件材料等具体 条件不同， 有时无法凭借手册或经验确定最合理的 切削用量， 而通过试验来获取切削用量成本高且效 率低， 可以充分利用计算机辅助切削用量的优化方 法寻求最佳的切削用量。 在切削用量三要素中， ! 主要取决于孔径的大 小， 根据生产实际的需要为某些定值， 而不参与优 化。因此切削用量的优化主要是切削速度 " 及进给 量 # 的优化组合。以单个工序用最大生产效率作为 标准， 目标函数的自变量为进给量 # 和主轴转速 $ 。 当切削速度及进给量取某一数值时， 可使生产效率 最大， 这一数值就是最优的切削用量。以刀具耐用 度 %、 机床功率 & 、 主轴转速 $ 及刀具进给量 # 为约 束条件， 根据切削速度 " 及进给量 # 的取值范围， 采 用 !"#$"% 编制了求解程序用以计算目标函数， 进 而优化切削用量。优化结果如下： 进给量 ! & ’())， 主轴转速 $ & ./( - , )01。 # & (*(+)) , -， ! " $ 刀具材料的优选 目前， 切削难加工材料 （如 23!1’4 等） 应用较 多的刀具材料有： 硬质合金、 陶瓷、 立方氮化硼刀具 等。陶瓷刀具的最大缺点是脆性大、 强度低， 它的导 热系数比硬质合金低而热膨胀系数却高于硬质合金 特别是抗疲劳强度及抗断裂韧性低的 ’(5 6 4(5 ，
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高锰钢的加工及切削参数
华菱超硬刀具研发部
一，高锰钢加工用刀具及选择标准
高锰钢加工的特点不再赘述，刀具选择根据加工实际状况综合考虑，大致有硬质合金刀具、陶瓷刀具，涂层刀片或CBN(立方氮化硼)刀具。
选择标准：
1，如果单件加工工时小于五分钟，可选用硬质合金刀具，大切深可考虑YG系列，小切深考虑用YW系列,。
2，如果工件加工时间长，表面质量差，粗加工选择整体立方氮化硼刀具，精加工可考虑陶瓷刀具或者涂层刀片（原因见《黑色金属铸件难加工分析及应对措施》
二，高锰钢车削刀具的合理切削参数
高锰钢的加工性能很差,，为了维持一定的刀具耐用度,切削速度应低些。
采用硬合金刀具时, Vc=20～40 m/min,其中,较低的速度用于粗车,较高的速度用于
半精车和精车。
采用陶瓷刀具时,可以选用较高的切削速度,一般Vc=50～80
m/min(如用Si3N4陶瓷刀具,Vc≤60 m/min)。
高锰钢在加工过程中,切削层及表层下一定深度范围内会产生严重的硬化现象。
为了使刀尖避开毛坯表层和前一次走刀造成的硬化层,应选择较大的切削深度和进给量。
一般粗车时αp =3～6 mm,f=0.3～0.8 mm/r；大件粗车时可取αp =6～10 mm；半精车时αp =1～3 mm；f=0.2～0.4 mm/r；精车时口。
≤1 mm；f≤0.2mm/r。
三，立方氮化硼刀具车削加工高锰钢的参数及刀具牌号选用
1，粗加工用立方氮化硼整体聚晶刀片BN-S20，吃刀深ap=2-3.5mm（根据实际加工余量，BN-S20牌号刀具最大吃刀深度可以超过10mm）；走刀量
Fr=0.25-0.8mm/r；线速度v=85m/min 。
刀具耐用度:3小时/刃口！刀片能旋8次-12次使用，一个刀片可用三个班。
可见BN-S20牌号刀具使用成本与其他刀具牌号比较有很大的优势。
2，立方氮化硼刀具BN-S20牌号精加工高锰钢时，吃刀深ap=0.5-1mm；走刀量Fr=0.15mm/r；线速度v=135m/min 。
从以上粗精加工高锰钢的案例可以看出，BN-S20刀具牌号在大余量拉荒粗车时表现出很强的抗冲击韧性，可以大余量切削，遇到夹砂、冒口、表面不规整
等铸造缺陷时，刀片不会崩刀；在半精车和精车时，由于BN-S20采用非金属粘合剂，导热性和硬度比普通CBN刀头更高，刀具的寿命更长。
四，注意事项
1，立方氮化硼整体聚晶BN-S20牌号可吃刀深度7mm以上，比陶瓷刀具
和普通CBN刀具抗冲击。
特别是对于铸件表面恶劣的加工情况，可以拉荒粗车，不必对工件行进打磨平整后再加工。
2，BN-S20刀具的CBN含量和刃口均针对锰钢铸件加工特性研发而成，针对性强；不可用来加工普通软钢件如45号软钢。
3，使用BN-S20刀具牌号加工高锰钢时，每转的走刀量根据刀杆的主偏角
度不同而不同，不可一概而论。
（资料来源：/news2.asp?id=395）。