一种电真空用ZGMn13的车削加工工艺的制作方法

文档序号:16549951发布日期:2019-01-08 21:03阅读:298来源:国知局

本发明涉及电真空工艺技术领域,尤其涉及一种电真空用zgmn13的车削加工工艺。



背景技术:

zgmn13是一种在行波管、速调管等的磁场结构中常用的无磁不锈钢材料。而无磁不锈钢具有的特殊性质使得磁力线可以穿过,因而在某些真空微波器件中有重要的应用,其在脉冲磁场下产生的涡流损耗相对于铜或者其他金属要小一些,这是由于无磁不锈钢的电导率小于铜。zgmn13主要有zgmn13—1(c含量1.10%~1.50%)、zgmn13—2(c含量1.00%~1.40%)、zgmn13—3(c含量0.90%~1.30%)、zgmn13-4(c含量0.90%~1.20%)四种牌号。以上4种牌号钢的锰含量均为11.0%~14.0%。高锰钢zgmn13易加工硬化,原因是在冲击载荷作用的冷变形过程中,由于位错密度大量增加,位错的交割、位错的塞积及位错和溶质原子的交互作用使钢得到强化。另一个重要原因则是高锰奥氏体的层错能低,形变时容易出现堆垛层错,从而为ε马氏体的形成和形变孪晶的产生创造了条件,而ε马氏体和形变孪晶的出现使钢难以变形,尤其是后者的作用更大。上述各种因素都使高锰钢的硬化层得到很高程度的强化,硬度大幅度提高。由于高锰钢极易加工硬化,导致其很难加工,其绝大多数是铸件,极少量用锻压方法加工。在电真空器件中使用的zgmn13材料制作零部件时,往往要保证气密性,其结构比较精巧复杂,因此铸造和锻造往往不能满足要求。因此需要大量的车铣磨及电火花加工。而现有zgmn13材料的车削加工时,存在产品合格率低、成本高、效率低的缺点,亟待解决。



技术实现要素:

基于背景技术存在的问题,本发明提出了一种电真空用zgmn13的车削加工工艺,本发明通过以下技术方案来解决上述技术问题的:通过规定zgmn13材料的加工前后的热处理工艺、车刀材料的选择、车刀参数的选择、切削用量的选择、切削液的选择来限定zgmn13材料的整个车削工艺。该工艺使产品加工质量和加工效率均得到大幅度的提升,所制作的产品在多个行波管、速调管、磁控管等产品中获得应用,效果良好。

本发明提出了一种电真空用zgmn13的车削加工工艺,包括:

车削热处理工艺:在粗加工前,将高锰钢zgmn13材料加热到650-700℃,保温3-5h后冷却;使材料中的奥氏体组织转变为索氏体组织,使加工表面硬化显著降低,从而改善切削加工性。

在工件精车和使用前,进行淬火,使其钢的组织再转变为奥氏体。淬火是以≤80℃/h升温速度,将高锰钢zgmn13材料升温至1040-1060℃,保温2.5-3.5h,然后在5min内升温到1090-1110℃,保温20-40min出炉,出炉后在45s时间内入水冷却。

优选地,高锰钢zgmn13材料入水时,水温应控制在≤30℃,淬火后,水温应控制在≤50℃,水量应不小于淬火材料重量的8倍。

优选地,高锰钢zgmn13材料入水时,冷水从下部进入,温水从池顶面流出,材料在水中要朝不同方向不停地晃动。

优选地,车削加工时切削速度为20-40m/min。这是由于高锰钢的切削加工性较差,为了保证刀具有一定的耐用度,切削速度不宜高。

优选地,车削加工时切削深度ap和进给量f的选择:粗车时,切削深度ap=3-6mm,进给量f=0.3-0.8mm/r;精车时,切削深度ap1=0.5-1mm,进给量f1=0.3-0.4mm/r。这是为了避免刀具在毛坯表层和前一次走刀后的硬化层上切削,因此切削深度ap和进给量f均不能太小。

优选地,车削加工时车刀参数选择为:前角γ0=-3°-3°;后角α0=8°-12°;主偏角kr=45°-75°;副偏角k’r=10°-20°;刃倾角λs=0°-10°。

优选地,车削加工时车刀材料选择型号为yb125、yb215、yb415、cn25或cn35的硬质合金涂层刀具。

优选地,车削加工时切削液的选择:粗车时用乳化液,精车时用机械油类润滑性能好的切削液。

优选地,车削加工时选择含硫、氯极压添加剂的乳化液或机械油。

本发明所述车削工艺适用于zgmn13—1、zgmn13—2、zgmn13—3、zgmn13-4四种牌号材料的车削加工,加工效率较高,材料的加工成本低,采用本发明所述的工艺,在长期统计过程中,车削加工合格率在95%以上。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明技术方案进行详细说明。

实施例1

一种电真空用zgmn13的车削加工工艺,包括:

车削热处理工艺:在粗加工前,将高锰钢zgmn13材料加热到650℃,保温5h后冷却;

在工件精车和使用前,进行淬火,淬火是以80℃/h升温速度,将高锰钢zgmn13材料升温至1040℃,保温3.5h,然后在5min内升温到1090℃,保温40min出炉,出炉后在45s时间内入水冷却。

实施例2

一种电真空用zgmn13的车削加工工艺,包括:

车削热处理工艺:在粗加工前,将高锰钢zgmn13材料加热到700℃,保温3h后冷却;

在工件精车和使用前,进行淬火,淬火是以75℃/h升温速度,将高锰钢zgmn13材料升温至1060℃,保温2.5h,然后4min升温到1110℃,保温20min出炉,出炉后在40s时间内入水冷却。

实施例3

一种电真空用zgmn13的车削加工工艺,包括:

车削热处理工艺:在粗加工前,将高锰钢zgmn13材料加热到670℃,保温4h后冷却;

在工件精车和使用前,进行淬火,淬火是以80℃/h升温速度,将高锰钢zgmn13材料升温至1050℃,保温3h,然后在5min内升温到1100℃,保温30min出炉,出炉后在45s时间内入水冷却。

高锰钢zgmn13材料入水时,水温应控制在≤30℃,淬火后,水温应控制在≤50℃,水量应不小于淬火材料重量的8倍;

高锰钢zgmn13材料入水时,冷水从下部进入,温水从池顶面流出,材料在水中要朝不同方向不停地晃动;

车削加工时切削速度为30m/min;

车削加工时切削深度ap和进给量f的选择:粗车时,切削深度ap=5mm,进给量f=0.5mm/r;精车时,切削深度ap1=0.7mm,进给量f1=0.35mm/r;

车削加工时车刀参数选择为:前角γ0=0°;后角α0=10°;主偏角kr=60°;副偏角k’r=15°;刃倾角λs=5°;

车削加工时车刀材料选择型号为yb125的硬质合金涂层刀具;

车削加工时切削液的选择:粗车时用乳化液,精车时用机械油类润滑性能好的切削液。

实施例4

一种电真空用zgmn13的车削加工工艺,包括:

车削热处理工艺:在粗加工前,将高锰钢zgmn13材料加热到680℃,保温4h后冷却;

在工件精车和使用前,进行淬火,淬火是以75℃/h升温速度,将高锰钢zgmn13材料升温至1050℃,保温3h,然后在5min内升温到1100℃,保温30min出炉,出炉后在40s时间内入水冷却。

高锰钢zgmn13材料入水时,水温应控制在≤30℃,淬火后,水温应控制在≤50℃,水量应不小于淬火材料重量的8倍;

高锰钢zgmn13材料入水时,冷水从下部进入,温水从池顶面流出,材料在水中要朝不同方向不停地晃动;

车削加工时切削速度为20m/min;

车削加工时切削深度ap和进给量f的选择:粗车时,切削深度ap=3mm,进给量f=0.8mm/r;精车时,切削深度ap1=0.5mm,进给量f1=0.4mm/r;

车削加工时车刀参数选择为:前角γ0=-3°;后角α0=12°;主偏角kr=45°;副偏角k’r=20°;刃倾角λs=0°;

车削加工时车刀材料选择型号为yb215的硬质合金涂层刀具;

车削加工时切削液的选择:粗车时用乳化液,精车时用机械油类润滑性能好的切削液。

实施例5

一种电真空用zgmn13的车削加工工艺,包括:

车削热处理工艺:在粗加工前,将高锰钢zgmn13材料加热到700℃,保温3h后冷却;

在工件精车和使用前,进行淬火,淬火是以80℃/h升温速度,将高锰钢zgmn13材料升温至1060℃,保温2.5h,然后在5min内升温到1110℃,保温20min出炉,出炉后在45s时间内入水冷却。

高锰钢zgmn13材料入水时,水温应控制在≤30℃,淬火后,水温应控制在≤50℃,水量应不小于淬火材料重量的8倍;

高锰钢zgmn13材料入水时,冷水从下部进入,温水从池顶面流出,材料在水中要朝不同方向不停地晃动;

车削加工时切削速度为40m/min;

车削加工时切削深度ap和进给量f的选择:粗车时,切削深度ap=6mm,进给量f=0.3mm/r;精车时,切削深度ap1=1mm,进给量f1=0.3mm/r;

车削加工时车刀参数选择为:前角γ0=3°;后角α0=8°;主偏角kr=75°;副偏角k’r=10°;刃倾角λs=10°;

车削加工时车刀材料选择型号为cn35的硬质合金涂层刀具;

车削加工时切削液的选择:粗车时用乳化液,精车时用机械油类润滑性能好的切削液。

实验例

经统计,按实施例1-5的工艺制备的电真空用zgmn13材料,其车削加工合格率在95%以上。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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