加工中心之常用工程材料加工工艺特点

加工中心之常用工程材料加工工艺特点

类别：加工中心技术文章

一、钢切削加工特性

  钢材中碳的含量对材料切削加工性的影响较大。碳素结构的强度与硬度随着含碳量的增加而增加，而塑性与韧性随含碳量的增加而减小。当碳素工具钢含碳量大于0.9%时，硬度继续增加而强度下降。

低碳钢的塑性和韧性较高，切削力和摩擦力相对较大，而且切削加工时产生的切削不易断屑，故切削加工性较低；高碳钢的强度、硬度较高。切削力大，而且刀具磨损较快，故切削加工性较低；一般情况下中碳钢的切削加工性较好。

在钢中加入Cr、Mn等合金元素能提高钢的强度和硬度，改善钢的使用性能，这些元素含量高于一定值时，会是切削力增加，刀具磨损加剧，导致材料切削加工性降低。

在钢中加入少量的硫、硒、铅、磷、铋和钙等元素可形成易切削钢，对提高切削加工性有利。它们能在钢中产生硫化物，质地柔软，降低切削力，使切削易于折断，且有润滑作用，减小刀具磨损，提高切削加工性，但降低了钢的使用性能。对力学性能要求较高的工件应避免使用此类钢材。

1.高锰钢铣削加工的特点

高锰钢是含锰量在9%~18%的含金钢。主要有高碳高锰耐磨和中碳高锰无磁钢两大类。高锰钢常用“水韧处理”，这时高锰钢将具有高强度、高韧性、高耐磨性。无磁性等较好的使用性能。常用的高锰钢主要有Mn13、ZGMn13、20Mn23A1、40Mn18Cr13、50Mn18Cr4、50Mn18Cr4V等，其中最难切削加工的是ZGMn13.高锰钢铣削加工的特点如下。

（1）加工硬化严重，切削力大 高锰奥氏体钢的加工表层硬化严重，加工表面硬度比基体增加2倍，硬化层深度可达0.3mm以上，引起切削剧增。与正火45钢相比，单位切削力增加60%左右高锰钢热导率小，刀具热磨损严重 高锰钢热导率小，切削温度高。在相同切削条件下，切削温度比45钢高100~200℃，刀刃热磨损加剧。

（2）高锰钢塑性大，韧性高，断屑、排屑困难 高锰钢的冲击韧度值高，约为45钢的8倍，伸长率较大，易产生磷刺，加工表面质量不易保证。切削强度大，硬度高，断屑困难。

高锰钢线膨胀系数大，影响工件尺寸精度 高锰钢的线膨胀系数较大，约为20x10-6K-1。在高的切削温度下，易产生膨胀和变形，影响加工精度，同时，高锰钢的伸长率随温度升高有所下降，但超过600℃时又很快增加。因此，切削速度不宜过高，以避免切削温度过高而引起伸长率增加，使切削加工困难。