
YT類硬質合金具有較高的硬度和較高的耐熱性,但與YG類硬質合金相比,其強度低、脆性大,導熱性差。因此,切削高錳鋼時通常選用韌性好的YG類硬質合金作刀具材料。應當注意的是,YG類硬質合金不適于高速切削,因為在高速切削鋼料時,切削時的高溫將使刀具前刀面上形成強烈的月牙洼磨損,并加速后刀面磨損,刀具耐用度降低。在切削速度較高且切削過程較平穩的情況下可考慮選用YT類硬質合金作刀具材料。
YG類硬質合金中添加適量的(一般為0.5%~3%左右)TaC(碳化鉭)或NbC(碳化鈮),可提高其硬度和耐磨性而不降低其韌性。隨著硬質合金中含鈷量的增加,這些優點更為顯著。因此,以Tac和NbC為添加劑的通用型硬質合金也適于高錳鋼的切削加工。
切削高錳鋼常用的硬質合金牌號有:YG8、YG6A、YG6X、YG8N、YW1、YW2A、YW3、YC45、767、798、813等。
采用金屬陶瓷刀片進行高錳鋼的精車、半精車,可選用較高的切削速度,加工表面質量好,刀具耐用度高。例如利用Al2O3基陶瓷刀具切削50Mn18Cr4高錳鋼比用硬質合金刀具效率提高1~4倍。
切削加工高錳鋼還可選用CN25涂層刀片和CBN(立方氮化硼)刀具。在使用CBN刀具時應注意被切削材料含錳量不能高于14%,否則,CBN可能與Mn元素產生化學反應使刀具磨損嚴重,切削性能下降。
5.切削加工高錳鋼時怎樣選擇刀具幾何參數?
高錳鋼具有較高的塑性和韌性,加工硬化嚴重,切削溫度高,斷屑困難,容易造成崩刃,因此合理選擇刀具的幾何參數尤為重要。
(1)前角與后角:切削高錳鋼時,為了減輕加工硬化,要求刀具保持鋒利。但一般不可以采用大前角,因為前角大不利于保證刃口強度和改善散熱條件。常采用較小前角或負前角及較大后角,但后角太大也會削弱刃口強度引起崩刃。采用硬質合金刀具時,γ0=-3°~3°,α0=8°~12°;采用陶瓷刀具時,γ0=-5°~-10°,α0=5°~10°。粗車時取小值,精車時取大值。
(2)主偏角與副偏角:切削高錳鋼時,主偏角應小些,這樣可以增加刀具散熱面積和刀尖強度,副偏角也不宜過大。選用硬質合金刀具時,一般取κr=25°~45°,κ′r=10°~20°。工藝系統剛性好時取小值,反之可適當加大主偏角和副偏角。選用陶瓷刀具時,主偏角還可大些,一般取κr=45°~60°,精車時可取κr=60°~90°。
(3)刃傾角:為了保持刀尖部分的強度,切削高錳鋼時一般應選擇負刃傾角。選用硬質合金刀具時,λs =-5°~0°;選用陶瓷刀具時,λs =-10°~-5°。
(4)刀尖圓弧半徑:切削高錳鋼時,不論采用何種刀具材料,刀尖部分都應修磨出較大的圓弧半徑,以加強刀尖強度,提高刀具耐用度。一般粗車時rε=1~2 mm;半精車時rε=0.5~1 mm;精車時rε=0.2~0.5mm。工藝系統剛性好時取大值,反之取小值。
(5)刃口倒棱:為了保證刃口有足夠的強度,減少崩刃現象,一般應將刃口修磨出負倒棱。硬質合金刀具倒棱寬度bγ1=0.2~0.8 mm,倒棱前角γ01=-10°~-5°;如采用陶瓷刀具,bγ1=0.2 mm,γ01=-20°。
6.切削高錳鋼時怎樣選擇切削用量?
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