高錳鋼的鉆削加工

　　1.介紹

　　自1882年以來，英屬哈德菲爾德發(fā)明了高錳鋼。它已經(jīng)使用了100多年了。它已經(jīng)成為一種傳統(tǒng)的耐磨材料，并得到了廣泛的應(yīng)用。例如，挖掘機(jī)的鏟斗、破碎機(jī)的顎板和襯板、坦克的履帶板、驅(qū)動輪、從動輪和履帶支重輪、鐵路轍叉等。ZGMn13鋼的耐磨性是任何其他鋼都無法比擬的。然而，它具有良好的工作性能，并且在切割時顯示出難以加工性。它是一種典型的難加工材料，特別是在孔加工中，由于鉆孔本身屬于半封閉加工，這使得ZGMn13鋼的鉆孔更加困難。

　　2.ZGMn13鋼的基本性質(zhì)

　　ZGMn13鋼的主要成分為:碳1.30%，硅0.30%~0.80%，錳11.0%~14.0%(錳/碳=10~12)。ZGMn13鋼鑄件又硬又脆。加工很困難，不能在實踐中應(yīng)用。原因是鑄造組織中存在碳化物。實踐證明，ZGMn13鋼只有在獲得所有奧氏體組織時，才表現(xiàn)出更好的韌性和耐磨性。為了獲得良好的純奧氏體組織，必須進(jìn)行“水韌化處理”。水韌化處理是淬火處理的操作。該方法是將鋼加熱到臨界點溫度以上(約1000-1100℃)，并保溫一段時間，使鋼中的碳化物完全溶解成奧氏體，然后迅速浸入水中冷卻。由于冷卻速度非?？?，碳化物不能從奧氏體中沉淀出來，因此保持了均勻的奧氏體狀態(tài)。ZGMn13的原始硬度與45鋼(正火)相似，約為HB180~220。當(dāng)ZGMn13鋼受到強(qiáng)沖擊時，表層硬度迅速增加到HB450~550，加工硬化層可達(dá)0.3毫米，因此具有很高的耐磨性，而其核心仍保持原來的韌性。當(dāng)硬化層被外力磨損時，還會產(chǎn)生新的硬化層。

　　3.鉆孔加工性為

　　3.1嚴(yán)重的加工硬化。ZGMn13在加工表面形成硬化層。再次加工非常困難。因此，在實際鉆進(jìn)過程中，嚴(yán)禁中途停車，在設(shè)定過程中也要求盡可能使用一遍。如果鉆頭損壞，在鉆孔過程中不能繼續(xù)切削，當(dāng)鉆頭再次更換切削時會聽到尖銳的尖叫聲，這是在加工硬化層中切削的結(jié)果。由于鉆頭的鏨刃具有較大的負(fù)前角，在鉆進(jìn)過程中屬于楔型刮削，加工硬化過程增加了軸向力，使鏨刃容易磨損或塌陷。

　　3.2低熱導(dǎo)率。ZGMn13的熱導(dǎo)率為13W·m-1k-1，是45#鋼的1/4。切削過程中熱量不能快速傳導(dǎo)，導(dǎo)致切削溫度高，鉆頭磨損加劇。在鉆ZGMn13鐵路轍叉中間31.5孔時，鉆頭變紅，嚴(yán)重降低了鉆頭的耐久性。