高锰钢的锯切加工常见问题

日期：2024-08-09 点击次数：66 来自分类：行业动态

　　高锰钢往往应用于耐磨零件如掘土机的铲斗，拖拉机履带板，圆锥式破碎机的轧臼壁和破碎壁，颚式破碎机颚板、板锤、锤头、电机护环等等。

　　一、什么是高锰钢

　　锰含量为11%～18%的钢称为高锰钢。常用的铸造高锰钢 ZMn13的化学成分为：Mn含量为 11%～14%，C含量为1%～1.4%，Si含量为0.3%～1%，P含量小于 0.03%，S含量小于0.05%。高锰钢是一种耐磨钢，经过水韧处理的高锰钢可以得到较好的塑性和冲击韧性。经过水韧处理的高锰钢，称为高锰奥氏体钢。其力学性能：抗拉强度=980MPa，屈服强度=392MPa，硬度为210HB，ak=2.94MJ/m2 。高锰钢虽然硬度只有210HBW，但它的屈服点较低，只有抗拉强度的40%，因而具有较高的塑性和韧性。

　　高锰钢分为高碳高锰耐磨钢、中碳高锰无磁钢、低碳高锰不锈钢和高锰耐热钢。

　　中国常用的高锰钢的牌号：ZGMn13—1(C：1.10%～1.50%)用于低冲击件，ZGMn13—2(C1.00%～1.40%)用于普通件，ZGMn13—3(C0.90%～1.30%)用于复杂件，ZGMn13-4(C0.90%~1.20%)用于高冲击件、ZGMn13-5、用于电机护环的50Mn18Cr4V等等。

　　二、高锰钢的切削加工特点

　　(1)加工硬化特别严重。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，硬度可从210HB提高到500HB以上，比基体的硬度提高2.5倍左右，硬化层深度可达0.1～0.3mm。这不仅使切削力和切削热增大，也加剧了刀具的磨损，给下一次的切削加工带来了困难。它的硬化程度和深度，是切削45钢的好几倍。

　　(2)切削力大。据有关文献得知，切削ZGMn13时的单位切削力3800MPa/mm2 比切削45钢的单位切削力2300MPa/mm2 增大60%左右。

　　(3)切削温度高。由于切削高锰钢的切削力和切削功率大，产生的热量就多。加之它的热导率又小，仅为45钢热导率的1/4左右，所以切削区的温度很高。当切削速度Vc≤50m/min时，高锰钢的切削温度比切削45钢的切削温度高200～250℃。

　　(4)断屑困难。高锰钢的韧性是45钢的8倍，伸长率也很大，造成变形系数和切削力大。在切削加工时，切屑不易折断，给切屑处理带来很大困难。

　　(5)加工精度不易保证。由于高锰钢的线膨胀系数大，在切削热的作用下，易产生热变形，而影响工件的加工精度。

　　三、锯切高锰钢的锯条类型选择和锯切参数设置

　　该材料的切削加工系数仅仅相当于45号钢的0.2~0.4。因此锯切这种材料时，所选锯条类型要很为注意。双金属带锯条不推荐使用，建议选取抗冲击能力好，耐磨性高的合金锯条。

　　一般选用分齿型硬质合金带锯条，如果刀具前角可以有选择的话，尽量选取小前角的硬质合金带锯条，后角的选择可以与锯切不锈钢的硬质合金刀具相同。

　　锯切时，要尽可能穿透硬化层，因此，线速度要低，推荐20m/min~30m/min的线速度，但进给适当调大，中小型的材料(200mm)可以采用10cm2/min的锯切效率;如果为大型的材料，为了保证进给深度超过硬化层，建议选择多屑分齿型的硬质合金带锯条(如泰嘉的CB-PRO系列，多屑分齿型可以减小锯条切削力，相同进给速度下和线速度的条件下，增加进给深度)。锯切时尽量避免在材料表面停留，以免加剧硬化。

　　此外，也可以将要锯切的高锰钢加热到600~650度回火，保温2h冷却，使高锰钢变为索氏体组织，可以使加工硬化显著降低，改善切削性能。

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