高锰钢的钻削加工

　　1.介绍

　　自1882年以来，英属哈德菲尔德发明了高锰钢。它已经使用了100多年了。它已经成为一种传统的耐磨材料，并得到了广泛的应用。例如，挖掘机的铲斗、破碎机的颚板和衬板、坦克的履带板、驱动轮、从动轮和履带支重轮、铁路辙叉等。ZGMn13钢的耐磨性是任何其他钢都的。然而，它具有良好的工作性能，并且在切割时显示出难以加工性。它是一种典型的难加工材料，特别是在孔加工中，由于钻孔本身属于半封闭加工，这使得ZGMn13钢的钻孔更加困难。

　　2.ZGMn13钢的基本性质

　　ZGMn13钢的主要成分为:碳1.30%，硅0.30%~0.80%，锰11.0%~14.0%(锰/碳=10~12)。ZGMn13钢铸件又硬又脆。加工很困难，不能在实践中应用。原因是铸造组织中存在碳化物。实践证明，ZGMn13钢只有在获得所有奥氏体组织时，才表现出韧性和耐磨性。为了获得良好的纯奥氏体组织，必须进行“水韧化处理”。水韧化处理是淬火处理的操作。该方法是将钢加热到临界点温度以上(约1000-1100℃)，并保温一段时间，使钢中的碳化物溶解成奥氏体，然后迅速浸入水中冷却。由于冷却速度非常快，碳化物不能从奥氏体中沉淀出来，因此保持了均匀的奥氏体状态。ZGMn13的原始硬度与45钢(正火)相似，约为HB180~220。当ZGMn13钢受到强冲击时，表层硬度迅速增加到HB450~550，加工硬化层可达0.3毫米，因此具有很高的耐磨性，而其核心仍保持原来的韧性。当硬化层被外力磨损时，还会产生新的硬化层。

　　3.钻孔加工性为

　　3.1严重的加工硬化。ZGMn13在加工表面形成硬化层。再次加工非常困难。因此，在实际钻进过程中，严禁中途停车，在设定过程中也要求尽可能使用一遍。如果钻头损坏，在钻孔过程中不能继续切削，当钻头再次更换切削时会听到尖锐的尖叫声，这是在加工硬化层中切削的结果。由于钻头的錾刃具有较大的负前角，在钻进过程中属于楔型刮削，加工硬化过程增加了轴向力，使錾刃容易磨损或塌陷。

　　3.2低热导率。ZGMn13的热导率为13W·m-1k-1，是45#钢的1/4。切削过程中热量不能快速传导，导致切削温度高，钻头磨损加剧。在钻ZGMn13铁路辙叉中间31.5孔时，钻头变红，严重降低了钻头的耐久性。