如何高效加工高锰钢

1.高锰钢

高锰钢是目前主要的耐磨钢，主要有高碳高锰耐磨钢和中碳高锰无磁钢两大类。高碳高锰耐磨钢有Mn13、ZGMn13，中碳高锰无磁钢有40Mn18Cr13、50Mn18Cr4、50Mn18Cr4V。

高锰钢加热到1000°～1100°C后保温，使钢中碳化物全部溶于奥氏体，然后水冷可获得单一均匀的奥氏体组织，又称高锰奥氏体钢，这一过程即水韧处理。处理后的高锰钢具有高强度、高韧度、高耐磨性、无磁性等特点。

2.车削高锰钢

（1）高锰钢的车削特点

1）高锰钢的加工硬化现象极为严重，它的原始硬度并不高，一般为180～200HBW，但加工后硬度可达550HBW，造成切削力猛增，车刀磨损加剧，车削加工极为困难。

2）高锰钢导热性很差，切削带走的热量很少，因此切削温度高。

3）高锰钢塑性好，韧性高，切屑强而韧，不易折断，造成切削困难。

4）高锰钢线膨胀系数大，又因切削温度高，因此工件受热膨胀变形，影响加工精度。

（2）车削高锰钢采取的技术措施

1）选用强度高、韧性好、热导率大、高温性能好的刀具材料。例如：涂层硬质合金，常用牌号有YB125、YB215、CN25等；非涂层硬质合金，常用牌号有YD10.2、YG6A、Y220（用于半精车和精车），以及YT767、YG813等（用于粗车）；陶瓷材料，常用牌号有AG2、AT6、SG4等。

2）合理选用车刀的几何角度。(www.xing528.com)

①为提高刀具强度和改善散热条件，前角的角度应尽可能选用正前角，其选用范围为0°～5°。

②为保持切削刃锋利，减小加工硬化现象，后角可选大一些，选用范围为8°～12°。

③用较大的负倒棱和刃倾角来加强切削刃。刃倾角选取范围为-5°～-30°。

另外，还要注意对刀面和切削刃要仔细研磨，表面粗糙度值应在Ra0.4μm以下。

图6-45所示是车削高锰钢的可转位陶瓷车刀，刀片采用上压式装夹。当车削ZGMn13高锰钢时，采用AG2或SG4。刀片尺寸为16mm×16mm×6mm。切削速度v_c=80～120m/min，f=0.1～0.3mm/r，a_p=3～6mm。

图6-45 可转位陶瓷车刀

3）选用适宜的切削用量。车削高锰钢时，因其导热性差而易使切削过程中产生的高温集中在刀头上，若切削速度选择过高，则会使刀具产生过热磨损，降低刀具的使用寿命，所以切削速度不宜过高。又由于高锰钢的加工硬化现象严重，若背吃刀量过小，则会导致刀尖在硬化层中进行切削，从而容易造成刀具磨损加快。合理的切削用量选用范围建议如下：

①粗车时：v_c=15～20m/min，f=0.3～1.5mm/r，a_p=3～6mm。

②半精车和精车时：v_c=20～48m/min，f=0.2～0.8mm/r，a_p=0.5～2mm。

4）车削高锰钢材料时，尽量选用动力大、刚性好的车床，并尽量提高工艺系统的刚性。