電機(jī)護(hù)環(huán)高錳鋼切削工藝

王成威+張宏偉

摘 要 通過(guò)對(duì)難切削材料高錳鋼的金屬特性進(jìn)行分析，進(jìn)而找出加工難點(diǎn)，再針對(duì)加工難點(diǎn)找出金屬切削應(yīng)對(duì)方案，分別對(duì)刀具材質(zhì)、刀具幾何參數(shù)及切削用量方面做出結(jié)果解釋?zhuān)瑸殡姍C(jī)高錳鋼材質(zhì)的護(hù)環(huán)加工開(kāi)辟了新思路。

關(guān)鍵詞 高錳鋼；加工硬化；刀具的選用

中圖分類(lèi)號(hào)：TG506 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）03-0100-01

電機(jī)護(hù)環(huán)是緊固發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組端部線圈的箍圈，承受熱裝配合及高速旋轉(zhuǎn)的離心力，因而要求很高的的屈服極限及較高的綜合機(jī)械性能。同時(shí)，為防止因漏磁造成磁滯與渦流損失從而降低發(fā)電機(jī)功率，要求護(hù)環(huán)有最小的導(dǎo)磁率，因此多采用高錳鋼制造，然而高錳鋼在機(jī)械加工中屬于難切削材料。

1 高錳鋼的金屬切削技術(shù)分析

1.1 高錳鋼的定義與金屬性能

高錳鋼具有良好的耐磨性能，它屬于一種耐磨鋼，這類(lèi)鋼的碳含量較高，一般為0.90%～1.50%，范圍較大的在1.0%以上。錳元素含量則在10%～15%之間，高錳鋼一般要經(jīng)過(guò)水韌處理，因?yàn)榻?jīng)過(guò)水韌處理的高錳鋼可以得到較高的金屬塑性和沖擊韌性能。高錳鋼這種特有的金屬特性決定了它常被應(yīng)用于耐磨、受沖擊載荷的工況場(chǎng)合。

1.2 高錳鋼的金屬切削加工特點(diǎn)

高錳鋼因錳含量高達(dá)11%～15%，它的金屬塑性和韌性都較高，那么就決定了它在切削加工中有以下特點(diǎn)。

1）出現(xiàn)加工硬化：高錳鋼奧氏體在產(chǎn)生形狀變化時(shí)，它的堆垛層錯(cuò)現(xiàn)象容易出現(xiàn)，馬氏體的形成和形變孿晶也正因?yàn)檫@種堆垛層錯(cuò)現(xiàn)象提供了一定的基礎(chǔ)準(zhǔn)備。高錳鋼之所以難以變形也是由于馬氏體孿晶形變的出現(xiàn)。當(dāng)奧氏體組織的高錳鋼受到外部載荷沖擊或者對(duì)其表面進(jìn)行金屬切削，平衡遭到破壞，受到牽扯作用時(shí)，它的表面會(huì)產(chǎn)生塑性變形，高錳鋼的加工硬化現(xiàn)象也就在金屬的變形層內(nèi)形成，金屬的表面產(chǎn)生的形變致使高錳鋼表層硬度積累、提高。在沖擊載荷作用的冷變形過(guò)程中，使得金屬位錯(cuò)的單位密集度在一定程度上有較大的增加，位錯(cuò)的交割、位錯(cuò)的塞積及位錯(cuò)和溶質(zhì)原子的交互作用使鋼得到強(qiáng)化，加工硬化現(xiàn)象從此形成，尤其是前者的影響更為明顯。上述各種原因都使高錳鋼的硬化層在很高程度上得到強(qiáng)化，硬度也隨之大幅度提高。

由于高錳鋼加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重，伴隨著工件表面硬度的增加，切削阻力亦隨之增加。當(dāng)對(duì)其進(jìn)行金屬冷加工時(shí)，就對(duì)刀具提出了嚴(yán)峻的要求，刀具的因切削困難而使磨損加劇，另外由于金屬表面硬化，切削過(guò)程易出現(xiàn)崩刃現(xiàn)象，影響刀具正常的使用壽命，給切削過(guò)程造成不利。

2）切屑不易折斷：以45鋼作為范例比較，高錳鋼在受到?jīng)_擊力時(shí)，其可以抵抗破壞的能力要為45鋼的八倍，而45鋼在平常的生產(chǎn)加工中韌性就已經(jīng)很高了，韌性很高的特性致使其不利于切屑的卷曲和折斷。

3）切削過(guò)程散熱條件差：高錳鋼的加工硬化現(xiàn)象，使得切削力大增加，產(chǎn)生的切削熱量較多，而高錳鋼的導(dǎo)熱能力又差，對(duì)切削熱量的散失不利，造成切削區(qū)域的溫度升高。刀具會(huì)磨損嚴(yán)重，會(huì)降低刀具的耐用度。

4）加工尺寸精度很難控制：由于高錳鋼的線膨脹系數(shù)大、導(dǎo)熱系數(shù)低，切削過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較多的熱量，在此作用下工件的局部容易產(chǎn)生熱變形，工件的尺寸精度會(huì)受此影響。刀具和切屑之間產(chǎn)生的積屑瘤和鱗刺，還會(huì)影響工件被加工表面的粗糙度。切削高錳鋼時(shí)，應(yīng)粗、精分時(shí)、分次加工，以保證工件的尺寸精度。

1.3 通過(guò)熱處理方式改善高錳鋼的切削性能

通過(guò)高溫回火可以使得高錳鋼的切削性能得到改善。具體方法是將高錳鋼加熱至，保溫時(shí)間大約在兩小時(shí)，而后進(jìn)行冷卻，使高錳鋼的奧氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)樗魇象w組織，降低其加工硬化程度，明顯改善加工性能。

1.4 切削加工高錳鋼時(shí)刀具材料的選擇

高錳鋼按照上面分析的金屬加工難點(diǎn)，對(duì)于切削刀具提出了新的要求。較高的熱硬性及耐磨性是刀具切削高錳鋼時(shí)的條件要求，即要求刀具在高溫下仍可以保持足以切削金屬的能力；有較高的強(qiáng)度、韌性避免刀具過(guò)早崩刃、報(bào)廢；刀具本身具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)可以從切削區(qū)域中傳走大量熱量，以利于降低切削區(qū)域的溫度，從而提高刀具壽命。刀具材料的選用原則中，硬質(zhì)合金、金屬陶瓷在切削高錳鋼時(shí)較為合適，YG類(lèi)硬質(zhì)合金相對(duì)于YT類(lèi)因?yàn)楹捔枯^高，從而使其在切削高錳鋼時(shí)可以抵抗較高的抗彎力和沖擊載荷，切削產(chǎn)生的崩刃現(xiàn)象可以得到減少。YT類(lèi)的刀具因含有Ti元素，使其導(dǎo)熱能力下降，不如YG類(lèi)硬質(zhì)合金好，避免刀尖過(guò)熱軟化可以用YG類(lèi)刀具。此外，具有較好的磨加工性能的YG類(lèi)硬質(zhì)合金，使得刀具切削刃可以保持鋒利。

1.5 切削加工高錳鋼時(shí)刀具幾何參數(shù)的選擇

高錳鋼特有的金屬特性，使得對(duì)其進(jìn)行金屬冷加工過(guò)程變得困難，這樣也對(duì)切削刀具的角度提出了新的要求。

1）前角與后角：較大的前角，可以減小切削變形，從而減少切削力、切削熱和切削功率。前角愈小，刃口圓角及后刀面的磨損量增大，刀刃愈鈍，加工硬化現(xiàn)象會(huì)愈嚴(yán)重；較為鋒利的刀具會(huì)使高錳鋼加工時(shí)產(chǎn)生的切削力降低，晶格畸變程度減小，硬化現(xiàn)象降低，利于金屬切削。為了兼顧刀具強(qiáng)度及利于散失切削區(qū)域的熱量，前角也不應(yīng)過(guò)大。后角的大小將會(huì)影響到切削刃和刀頭的強(qiáng)度，導(dǎo)熱面積和容熱體積也會(huì)受到影響，因此后角的選擇也要合適，要保證刃口強(qiáng)度，避免刀具在切削時(shí)崩刃。使用YG類(lèi)硬質(zhì)合金刀具時(shí)，，；使用陶瓷刀具時(shí)，，。

2）刃傾角：刃傾角也可以影響刀具的強(qiáng)度及散熱條件，為了使到頭強(qiáng)固，選取負(fù)的刃傾角切削高錳鋼，這樣其刀尖處的導(dǎo)熱和散熱條件就會(huì)變好，利于延長(zhǎng)刀具的使用壽命。選用硬質(zhì)合金材質(zhì)刀具時(shí)，；選用陶瓷材質(zhì)刀具時(shí)，。

3）主偏角與副偏角：加工高錳鋼過(guò)程中，因高錳鋼的加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重，又不利于導(dǎo)熱，刀具強(qiáng)度及切削熱量都需要考慮進(jìn)去，因此在選用刀具時(shí)要增加刀具的散熱面積和刀尖強(qiáng)度，主偏角取值時(shí)應(yīng)取較小值，但其取值要在合適的范圍內(nèi)，主偏角和副偏角共同決定了刀尖角的大小，直接影響刀尖強(qiáng)度、導(dǎo)熱面積。選用硬質(zhì)合金時(shí)，一般取，；采用陶瓷刀具時(shí)，。

1.6 切削高錳鋼時(shí)切削用量的選擇

高錳鋼因存在較嚴(yán)重的加工硬化現(xiàn)象，導(dǎo)熱性不好，還斷屑困難，這些都對(duì)加工條件造成不利，為了讓高錳鋼金屬切削加工順利的進(jìn)行，因此刀具需要維持一定的耐用度。采用硬質(zhì)合金刀具時(shí)，。若采用陶瓷刀具時(shí)，由于刀具的硬度、耐熱效果更好，因此陶瓷刀具的材料特性允許選用較高的切削速度，一般；一般粗車(chē)時(shí)，；精車(chē)時(shí)，。

2 結(jié)束語(yǔ)

高錳鋼材質(zhì)的電機(jī)護(hù)環(huán)為難切削材料，又因?yàn)樗陔姍C(jī)中的重要性需要我們?nèi)ブ匾暋⑷フJ(rèn)知、去實(shí)踐。通過(guò)了解金屬屬性，深入淺出、逐層分析，找出切削難點(diǎn)，進(jìn)而有合適的解決方法，為保證電機(jī)護(hù)環(huán)機(jī)加工質(zhì)量提供了技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1]機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]機(jī)械工程材料[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[3]機(jī)械加工技術(shù)手冊(cè)[M].北京出版社，1989.endprint

摘 要 通過(guò)對(duì)難切削材料高錳鋼的金屬特性進(jìn)行分析，進(jìn)而找出加工難點(diǎn)，再針對(duì)加工難點(diǎn)找出金屬切削應(yīng)對(duì)方案，分別對(duì)刀具材質(zhì)、刀具幾何參數(shù)及切削用量方面做出結(jié)果解釋?zhuān)瑸殡姍C(jī)高錳鋼材質(zhì)的護(hù)環(huán)加工開(kāi)辟了新思路。

關(guān)鍵詞 高錳鋼；加工硬化；刀具的選用

中圖分類(lèi)號(hào)：TG506 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）03-0100-01

電機(jī)護(hù)環(huán)是緊固發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組端部線圈的箍圈，承受熱裝配合及高速旋轉(zhuǎn)的離心力，因而要求很高的的屈服極限及較高的綜合機(jī)械性能。同時(shí)，為防止因漏磁造成磁滯與渦流損失從而降低發(fā)電機(jī)功率，要求護(hù)環(huán)有最小的導(dǎo)磁率，因此多采用高錳鋼制造，然而高錳鋼在機(jī)械加工中屬于難切削材料。

1 高錳鋼的金屬切削技術(shù)分析

1.1 高錳鋼的定義與金屬性能

高錳鋼具有良好的耐磨性能，它屬于一種耐磨鋼，這類(lèi)鋼的碳含量較高，一般為0.90%～1.50%，范圍較大的在1.0%以上。錳元素含量則在10%～15%之間，高錳鋼一般要經(jīng)過(guò)水韌處理，因?yàn)榻?jīng)過(guò)水韌處理的高錳鋼可以得到較高的金屬塑性和沖擊韌性能。高錳鋼這種特有的金屬特性決定了它常被應(yīng)用于耐磨、受沖擊載荷的工況場(chǎng)合。

1.2 高錳鋼的金屬切削加工特點(diǎn)

高錳鋼因錳含量高達(dá)11%～15%，它的金屬塑性和韌性都較高，那么就決定了它在切削加工中有以下特點(diǎn)。

1）出現(xiàn)加工硬化：高錳鋼奧氏體在產(chǎn)生形狀變化時(shí)，它的堆垛層錯(cuò)現(xiàn)象容易出現(xiàn)，馬氏體的形成和形變孿晶也正因?yàn)檫@種堆垛層錯(cuò)現(xiàn)象提供了一定的基礎(chǔ)準(zhǔn)備。高錳鋼之所以難以變形也是由于馬氏體孿晶形變的出現(xiàn)。當(dāng)奧氏體組織的高錳鋼受到外部載荷沖擊或者對(duì)其表面進(jìn)行金屬切削，平衡遭到破壞，受到牽扯作用時(shí)，它的表面會(huì)產(chǎn)生塑性變形，高錳鋼的加工硬化現(xiàn)象也就在金屬的變形層內(nèi)形成，金屬的表面產(chǎn)生的形變致使高錳鋼表層硬度積累、提高。在沖擊載荷作用的冷變形過(guò)程中，使得金屬位錯(cuò)的單位密集度在一定程度上有較大的增加，位錯(cuò)的交割、位錯(cuò)的塞積及位錯(cuò)和溶質(zhì)原子的交互作用使鋼得到強(qiáng)化，加工硬化現(xiàn)象從此形成，尤其是前者的影響更為明顯。上述各種原因都使高錳鋼的硬化層在很高程度上得到強(qiáng)化，硬度也隨之大幅度提高。

由于高錳鋼加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重，伴隨著工件表面硬度的增加，切削阻力亦隨之增加。當(dāng)對(duì)其進(jìn)行金屬冷加工時(shí)，就對(duì)刀具提出了嚴(yán)峻的要求，刀具的因切削困難而使磨損加劇，另外由于金屬表面硬化，切削過(guò)程易出現(xiàn)崩刃現(xiàn)象，影響刀具正常的使用壽命，給切削過(guò)程造成不利。

2）切屑不易折斷：以45鋼作為范例比較，高錳鋼在受到?jīng)_擊力時(shí)，其可以抵抗破壞的能力要為45鋼的八倍，而45鋼在平常的生產(chǎn)加工中韌性就已經(jīng)很高了，韌性很高的特性致使其不利于切屑的卷曲和折斷。

3）切削過(guò)程散熱條件差：高錳鋼的加工硬化現(xiàn)象，使得切削力大增加，產(chǎn)生的切削熱量較多，而高錳鋼的導(dǎo)熱能力又差，對(duì)切削熱量的散失不利，造成切削區(qū)域的溫度升高。刀具會(huì)磨損嚴(yán)重，會(huì)降低刀具的耐用度。

4）加工尺寸精度很難控制：由于高錳鋼的線膨脹系數(shù)大、導(dǎo)熱系數(shù)低，切削過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較多的熱量，在此作用下工件的局部容易產(chǎn)生熱變形，工件的尺寸精度會(huì)受此影響。刀具和切屑之間產(chǎn)生的積屑瘤和鱗刺，還會(huì)影響工件被加工表面的粗糙度。切削高錳鋼時(shí)，應(yīng)粗、精分時(shí)、分次加工，以保證工件的尺寸精度。

1.3 通過(guò)熱處理方式改善高錳鋼的切削性能

通過(guò)高溫回火可以使得高錳鋼的切削性能得到改善。具體方法是將高錳鋼加熱至，保溫時(shí)間大約在兩小時(shí)，而后進(jìn)行冷卻，使高錳鋼的奧氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)樗魇象w組織，降低其加工硬化程度，明顯改善加工性能。

1.4 切削加工高錳鋼時(shí)刀具材料的選擇

高錳鋼按照上面分析的金屬加工難點(diǎn)，對(duì)于切削刀具提出了新的要求。較高的熱硬性及耐磨性是刀具切削高錳鋼時(shí)的條件要求，即要求刀具在高溫下仍可以保持足以切削金屬的能力；有較高的強(qiáng)度、韌性避免刀具過(guò)早崩刃、報(bào)廢；刀具本身具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)可以從切削區(qū)域中傳走大量熱量，以利于降低切削區(qū)域的溫度，從而提高刀具壽命。刀具材料的選用原則中，硬質(zhì)合金、金屬陶瓷在切削高錳鋼時(shí)較為合適，YG類(lèi)硬質(zhì)合金相對(duì)于YT類(lèi)因?yàn)楹捔枯^高，從而使其在切削高錳鋼時(shí)可以抵抗較高的抗彎力和沖擊載荷，切削產(chǎn)生的崩刃現(xiàn)象可以得到減少。YT類(lèi)的刀具因含有Ti元素，使其導(dǎo)熱能力下降，不如YG類(lèi)硬質(zhì)合金好，避免刀尖過(guò)熱軟化可以用YG類(lèi)刀具。此外，具有較好的磨加工性能的YG類(lèi)硬質(zhì)合金，使得刀具切削刃可以保持鋒利。

1.5 切削加工高錳鋼時(shí)刀具幾何參數(shù)的選擇

高錳鋼特有的金屬特性，使得對(duì)其進(jìn)行金屬冷加工過(guò)程變得困難，這樣也對(duì)切削刀具的角度提出了新的要求。

1）前角與后角：較大的前角，可以減小切削變形，從而減少切削力、切削熱和切削功率。前角愈小，刃口圓角及后刀面的磨損量增大，刀刃愈鈍，加工硬化現(xiàn)象會(huì)愈嚴(yán)重；較為鋒利的刀具會(huì)使高錳鋼加工時(shí)產(chǎn)生的切削力降低，晶格畸變程度減小，硬化現(xiàn)象降低，利于金屬切削。為了兼顧刀具強(qiáng)度及利于散失切削區(qū)域的熱量，前角也不應(yīng)過(guò)大。后角的大小將會(huì)影響到切削刃和刀頭的強(qiáng)度，導(dǎo)熱面積和容熱體積也會(huì)受到影響，因此后角的選擇也要合適，要保證刃口強(qiáng)度，避免刀具在切削時(shí)崩刃。使用YG類(lèi)硬質(zhì)合金刀具時(shí)，，；使用陶瓷刀具時(shí)，，。

2）刃傾角：刃傾角也可以影響刀具的強(qiáng)度及散熱條件，為了使到頭強(qiáng)固，選取負(fù)的刃傾角切削高錳鋼，這樣其刀尖處的導(dǎo)熱和散熱條件就會(huì)變好，利于延長(zhǎng)刀具的使用壽命。選用硬質(zhì)合金材質(zhì)刀具時(shí)，；選用陶瓷材質(zhì)刀具時(shí)，。

3）主偏角與副偏角：加工高錳鋼過(guò)程中，因高錳鋼的加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重，又不利于導(dǎo)熱，刀具強(qiáng)度及切削熱量都需要考慮進(jìn)去，因此在選用刀具時(shí)要增加刀具的散熱面積和刀尖強(qiáng)度，主偏角取值時(shí)應(yīng)取較小值，但其取值要在合適的范圍內(nèi)，主偏角和副偏角共同決定了刀尖角的大小，直接影響刀尖強(qiáng)度、導(dǎo)熱面積。選用硬質(zhì)合金時(shí)，一般取，；采用陶瓷刀具時(shí)，。

1.6 切削高錳鋼時(shí)切削用量的選擇

高錳鋼因存在較嚴(yán)重的加工硬化現(xiàn)象，導(dǎo)熱性不好，還斷屑困難，這些都對(duì)加工條件造成不利，為了讓高錳鋼金屬切削加工順利的進(jìn)行，因此刀具需要維持一定的耐用度。采用硬質(zhì)合金刀具時(shí)，。若采用陶瓷刀具時(shí)，由于刀具的硬度、耐熱效果更好，因此陶瓷刀具的材料特性允許選用較高的切削速度，一般；一般粗車(chē)時(shí)，；精車(chē)時(shí)，。

2 結(jié)束語(yǔ)

高錳鋼材質(zhì)的電機(jī)護(hù)環(huán)為難切削材料，又因?yàn)樗陔姍C(jī)中的重要性需要我們?nèi)ブ匾暋⑷フJ(rèn)知、去實(shí)踐。通過(guò)了解金屬屬性，深入淺出、逐層分析，找出切削難點(diǎn)，進(jìn)而有合適的解決方法，為保證電機(jī)護(hù)環(huán)機(jī)加工質(zhì)量提供了技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1]機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]機(jī)械工程材料[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[3]機(jī)械加工技術(shù)手冊(cè)[M].北京出版社，1989.endprint

摘 要 通過(guò)對(duì)難切削材料高錳鋼的金屬特性進(jìn)行分析，進(jìn)而找出加工難點(diǎn)，再針對(duì)加工難點(diǎn)找出金屬切削應(yīng)對(duì)方案，分別對(duì)刀具材質(zhì)、刀具幾何參數(shù)及切削用量方面做出結(jié)果解釋?zhuān)瑸殡姍C(jī)高錳鋼材質(zhì)的護(hù)環(huán)加工開(kāi)辟了新思路。

關(guān)鍵詞 高錳鋼；加工硬化；刀具的選用

中圖分類(lèi)號(hào)：TG506 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）03-0100-01

電機(jī)護(hù)環(huán)是緊固發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組端部線圈的箍圈，承受熱裝配合及高速旋轉(zhuǎn)的離心力，因而要求很高的的屈服極限及較高的綜合機(jī)械性能。同時(shí)，為防止因漏磁造成磁滯與渦流損失從而降低發(fā)電機(jī)功率，要求護(hù)環(huán)有最小的導(dǎo)磁率，因此多采用高錳鋼制造，然而高錳鋼在機(jī)械加工中屬于難切削材料。

1 高錳鋼的金屬切削技術(shù)分析

1.1 高錳鋼的定義與金屬性能

高錳鋼具有良好的耐磨性能，它屬于一種耐磨鋼，這類(lèi)鋼的碳含量較高，一般為0.90%～1.50%，范圍較大的在1.0%以上。錳元素含量則在10%～15%之間，高錳鋼一般要經(jīng)過(guò)水韌處理，因?yàn)榻?jīng)過(guò)水韌處理的高錳鋼可以得到較高的金屬塑性和沖擊韌性能。高錳鋼這種特有的金屬特性決定了它常被應(yīng)用于耐磨、受沖擊載荷的工況場(chǎng)合。

1.2 高錳鋼的金屬切削加工特點(diǎn)

高錳鋼因錳含量高達(dá)11%～15%，它的金屬塑性和韌性都較高，那么就決定了它在切削加工中有以下特點(diǎn)。

1）出現(xiàn)加工硬化：高錳鋼奧氏體在產(chǎn)生形狀變化時(shí)，它的堆垛層錯(cuò)現(xiàn)象容易出現(xiàn)，馬氏體的形成和形變孿晶也正因?yàn)檫@種堆垛層錯(cuò)現(xiàn)象提供了一定的基礎(chǔ)準(zhǔn)備。高錳鋼之所以難以變形也是由于馬氏體孿晶形變的出現(xiàn)。當(dāng)奧氏體組織的高錳鋼受到外部載荷沖擊或者對(duì)其表面進(jìn)行金屬切削，平衡遭到破壞，受到牽扯作用時(shí)，它的表面會(huì)產(chǎn)生塑性變形，高錳鋼的加工硬化現(xiàn)象也就在金屬的變形層內(nèi)形成，金屬的表面產(chǎn)生的形變致使高錳鋼表層硬度積累、提高。在沖擊載荷作用的冷變形過(guò)程中，使得金屬位錯(cuò)的單位密集度在一定程度上有較大的增加，位錯(cuò)的交割、位錯(cuò)的塞積及位錯(cuò)和溶質(zhì)原子的交互作用使鋼得到強(qiáng)化，加工硬化現(xiàn)象從此形成，尤其是前者的影響更為明顯。上述各種原因都使高錳鋼的硬化層在很高程度上得到強(qiáng)化，硬度也隨之大幅度提高。

由于高錳鋼加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重，伴隨著工件表面硬度的增加，切削阻力亦隨之增加。當(dāng)對(duì)其進(jìn)行金屬冷加工時(shí)，就對(duì)刀具提出了嚴(yán)峻的要求，刀具的因切削困難而使磨損加劇，另外由于金屬表面硬化，切削過(guò)程易出現(xiàn)崩刃現(xiàn)象，影響刀具正常的使用壽命，給切削過(guò)程造成不利。

2）切屑不易折斷：以45鋼作為范例比較，高錳鋼在受到?jīng)_擊力時(shí)，其可以抵抗破壞的能力要為45鋼的八倍，而45鋼在平常的生產(chǎn)加工中韌性就已經(jīng)很高了，韌性很高的特性致使其不利于切屑的卷曲和折斷。

3）切削過(guò)程散熱條件差：高錳鋼的加工硬化現(xiàn)象，使得切削力大增加，產(chǎn)生的切削熱量較多，而高錳鋼的導(dǎo)熱能力又差，對(duì)切削熱量的散失不利，造成切削區(qū)域的溫度升高。刀具會(huì)磨損嚴(yán)重，會(huì)降低刀具的耐用度。

4）加工尺寸精度很難控制：由于高錳鋼的線膨脹系數(shù)大、導(dǎo)熱系數(shù)低，切削過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較多的熱量，在此作用下工件的局部容易產(chǎn)生熱變形，工件的尺寸精度會(huì)受此影響。刀具和切屑之間產(chǎn)生的積屑瘤和鱗刺，還會(huì)影響工件被加工表面的粗糙度。切削高錳鋼時(shí)，應(yīng)粗、精分時(shí)、分次加工，以保證工件的尺寸精度。

1.3 通過(guò)熱處理方式改善高錳鋼的切削性能

通過(guò)高溫回火可以使得高錳鋼的切削性能得到改善。具體方法是將高錳鋼加熱至，保溫時(shí)間大約在兩小時(shí)，而后進(jìn)行冷卻，使高錳鋼的奧氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)樗魇象w組織，降低其加工硬化程度，明顯改善加工性能。

1.4 切削加工高錳鋼時(shí)刀具材料的選擇

高錳鋼按照上面分析的金屬加工難點(diǎn)，對(duì)于切削刀具提出了新的要求。較高的熱硬性及耐磨性是刀具切削高錳鋼時(shí)的條件要求，即要求刀具在高溫下仍可以保持足以切削金屬的能力；有較高的強(qiáng)度、韌性避免刀具過(guò)早崩刃、報(bào)廢；刀具本身具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)可以從切削區(qū)域中傳走大量熱量，以利于降低切削區(qū)域的溫度，從而提高刀具壽命。刀具材料的選用原則中，硬質(zhì)合金、金屬陶瓷在切削高錳鋼時(shí)較為合適，YG類(lèi)硬質(zhì)合金相對(duì)于YT類(lèi)因?yàn)楹捔枯^高，從而使其在切削高錳鋼時(shí)可以抵抗較高的抗彎力和沖擊載荷，切削產(chǎn)生的崩刃現(xiàn)象可以得到減少。YT類(lèi)的刀具因含有Ti元素，使其導(dǎo)熱能力下降，不如YG類(lèi)硬質(zhì)合金好，避免刀尖過(guò)熱軟化可以用YG類(lèi)刀具。此外，具有較好的磨加工性能的YG類(lèi)硬質(zhì)合金，使得刀具切削刃可以保持鋒利。

1.5 切削加工高錳鋼時(shí)刀具幾何參數(shù)的選擇

高錳鋼特有的金屬特性，使得對(duì)其進(jìn)行金屬冷加工過(guò)程變得困難，這樣也對(duì)切削刀具的角度提出了新的要求。

1）前角與后角：較大的前角，可以減小切削變形，從而減少切削力、切削熱和切削功率。前角愈小，刃口圓角及后刀面的磨損量增大，刀刃愈鈍，加工硬化現(xiàn)象會(huì)愈嚴(yán)重；較為鋒利的刀具會(huì)使高錳鋼加工時(shí)產(chǎn)生的切削力降低，晶格畸變程度減小，硬化現(xiàn)象降低，利于金屬切削。為了兼顧刀具強(qiáng)度及利于散失切削區(qū)域的熱量，前角也不應(yīng)過(guò)大。后角的大小將會(huì)影響到切削刃和刀頭的強(qiáng)度，導(dǎo)熱面積和容熱體積也會(huì)受到影響，因此后角的選擇也要合適，要保證刃口強(qiáng)度，避免刀具在切削時(shí)崩刃。使用YG類(lèi)硬質(zhì)合金刀具時(shí)，，；使用陶瓷刀具時(shí)，，。

2）刃傾角：刃傾角也可以影響刀具的強(qiáng)度及散熱條件，為了使到頭強(qiáng)固，選取負(fù)的刃傾角切削高錳鋼，這樣其刀尖處的導(dǎo)熱和散熱條件就會(huì)變好，利于延長(zhǎng)刀具的使用壽命。選用硬質(zhì)合金材質(zhì)刀具時(shí)，；選用陶瓷材質(zhì)刀具時(shí)，。

3）主偏角與副偏角：加工高錳鋼過(guò)程中，因高錳鋼的加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重，又不利于導(dǎo)熱，刀具強(qiáng)度及切削熱量都需要考慮進(jìn)去，因此在選用刀具時(shí)要增加刀具的散熱面積和刀尖強(qiáng)度，主偏角取值時(shí)應(yīng)取較小值，但其取值要在合適的范圍內(nèi)，主偏角和副偏角共同決定了刀尖角的大小，直接影響刀尖強(qiáng)度、導(dǎo)熱面積。選用硬質(zhì)合金時(shí)，一般取，；采用陶瓷刀具時(shí)，。

1.6 切削高錳鋼時(shí)切削用量的選擇

高錳鋼因存在較嚴(yán)重的加工硬化現(xiàn)象，導(dǎo)熱性不好，還斷屑困難，這些都對(duì)加工條件造成不利，為了讓高錳鋼金屬切削加工順利的進(jìn)行，因此刀具需要維持一定的耐用度。采用硬質(zhì)合金刀具時(shí)，。若采用陶瓷刀具時(shí)，由于刀具的硬度、耐熱效果更好，因此陶瓷刀具的材料特性允許選用較高的切削速度，一般；一般粗車(chē)時(shí)，；精車(chē)時(shí)，。

2 結(jié)束語(yǔ)

高錳鋼材質(zhì)的電機(jī)護(hù)環(huán)為難切削材料，又因?yàn)樗陔姍C(jī)中的重要性需要我們?nèi)ブ匾暋⑷フJ(rèn)知、去實(shí)踐。通過(guò)了解金屬屬性，深入淺出、逐層分析，找出切削難點(diǎn)，進(jìn)而有合適的解決方法，為保證電機(jī)護(hù)環(huán)機(jī)加工質(zhì)量提供了技術(shù)支持。

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