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机械网--磨削裂纹产生机理与防止措施

发布时间:2021-11-17 23:50:43 阅读: 来源:厨房秤厂家
机械网--磨削裂纹产生机理与防止措施

磨削加工在机械制造行业中广泛地被利用,经热处理淬火的碳素工具钢和渗碳淬火钢零件,在磨削时与磨削方向基本垂直的表面常常出现大量的较规则排列的裂纹--磨削裂纹,它不但影响零件的外观,更重要的是还直接影响零件的质量。1、磨削裂纹的产生机理磨削裂纹的产生是磨削热引发的,磨削时零件表面的温度可能高达820~840℃或更高。淬火钢的组织是马氏体和1定数量的残余奥氏体,处于膨胀状态(未经回火处理特别严重)。如果将其表面快速加热至100℃左右并迅速冷却时,一定将产生收缩,这是第1次收缩。这类收缩仅产生在表面,其基体仍处于膨胀状态,从而使表面层承受拉应力而产生微裂纹,这是第1种裂纹。当温度升至300℃时,表面再次产生收缩,从而产生第2种裂纹。马氏体的膨胀收缩随着钢中含碳量的增加而增大,故碳素工具钢和渗碳淬火钢产生磨削裂纹特别严重。淬火钢中的残余奥氏体,在磨削时受磨削热的影响即产生分解,逐渐转变成马氏体,这类新生的马氏体集中于表面,引发零件局部体积膨胀,加大了零件表面应力,导致磨削应力集中,继续磨削则容易加速磨削裂纹的产生;另外,新生的马氏体脆性较大,磨削也容易加速磨削裂纹的产生。另外1方面,在磨床上磨削工件时,对工件既是压力,又是拉力,助长了磨削裂纹的构成。如果在磨削时冷却不充分,则由于磨削而产生的热量,足以使磨削表面薄层重新奥氏体化,随后再次淬火成为淬火马氏体。因此使表面层产生附加的组织应力,再加上磨削所构成的热量使零件表面的温度升高极快,这类组织应力和热应力的迭加即可能导致磨削表面出现磨削裂纹。2、磨削裂纹的特点磨削裂纹与1般淬火裂纹明显不同,磨削裂纹只产生在磨削面上,深度较浅,且深度基本1致。较轻的磨削裂纹垂直于或接近垂直于磨削方向的平行线,且规则排列的条状裂纹,这是第1种裂纹。较严重的裂纹显龟甲状(封闭网络状),其深度大致为0.03-0.15mm。用酸腐蚀,裂纹明显易见。这是第2种裂纹。3、磨削裂纹的避免措施磨削工艺方面(1)磨削裂纹的产生是由于磨削热而至,所以降落磨削热是解决磨削裂纹的关键。1般所采取的湿磨法,不管如何注入切削液,切削液都不可能在磨削的同时进入磨削面,因此没法降落磨削点位置的磨削热。切削液只能是使砂轮和零件的磨削点在磨削走过后瞬时遭到冷却,同时切削液对零件的磨削点起淬火作用,因此事实上加大了磨削裂纹的产生。如果采取于磨法,背吃刀量选择较浅的磨法,可减少磨削裂纹城市土地征收补偿标准。但是这类方法效果不是很显著,而且灰尘飞扬,影响工作环境,不宜采取。 (2)选用硬度较软、粒度较粗的砂轮来磨削,可以降落磨削热。但如果粒度太粗时会影响工件的表面粗糙度。对表面粗糙度质量要求高的工件遇到违法强拆有什么办法对付,不能采取此法,因此遭到1定的限制。(3)分粗精磨,即粗磨选用粒度较粗的软砂轮磨削,便于强力磨削,提高效率,然后再用粒度细的砂轮进行精磨(背吃刀量较浅)。分开两台磨床进行粗磨和精磨,这是1种比较理想的方法。(4)刚出炉的工件,必须待工件自然冷却后(冷却到常温)才能进行磨削。如果在时间允许的情况下,最好让工件自然时效1~2个月,消除应力后再进行磨削,这也会收到很好的效果。(5)选用粒度较为锋利的砂轮,PA36~46K,及时清除砂轮表面积屑,减少背吃刀量,增加走刀(磨削)次数,减小工作台速度,取热处理方面 从以上分析知道,产生磨削裂纹的根本缘由在于淬火件的马氏体组织是1种膨胀状态,有应力存在,要减少和消除这类应力,应进行去应力回火即淬火后应马上进行回火处理。第1种磨削裂纹是工件在快速加热至100℃左右,并迅速冷却而产生的。所以,为避免这第1种磨削裂纹,工件应在150~200℃左右回火。第2种磨削裂纹是工件在磨削中继续升温至300℃时,表面再次产生收缩而产生的。所以,为避免这第2种磨削裂纹,则应将工件在300℃左右回火。回火时间必须在4h以上,应当注意工件在300℃回火时会使工件硬度降落,有时不宜采取。有时经过1次回火后仍可能产生磨削裂纹,这时候候可以进行2次回火或人工时效,这个方法非常有效。如果零件硬度要求不高,而零件外观表面要求较高时,可以将回火温度提高到400℃以上回火,即调质处理,这时候候零件表面不会再出现磨削裂纹现象。在零件材质方面当零件硬度要求较高而不能在300℃以上回火时,便要在零件材质上想办法。在前面分析中我们知道,马氏体的膨胀收缩率随着钢中含碳量的增加而增大,故碳素工具钢(T8以上)和渗碳淬火钢产生磨削裂纹特别严重。所以,当零件硬度和表面外观质量均要求较高时,便不能选用碳素工具钢和渗碳淬火钢,而应选用诸如lCrl3、16Mn等钢种。对零件表面外观质量要求较高,而零件又是急件时,在时间上不允许自然时效l~2个月(出炉后的零件);或因磨削工艺方面遭到限制:如使用砂轮方面遭到限制、磨床数量少,零件磨削工作量大等因素而没法分开磨床来粗精磨;或由于车间工人环境清洁优美,也不便于采取干磨法等。这时候候只能在零件材质上考虑,只能选用含碳量低的lCrl3、40Cr等钢种,而不可能选用T8以上的碳素工具钢或渗碳淬火钢。总之,只要在磨削工艺方面、零件热处理方面和零件材质方面综合考虑,我们便可以有效地避免磨削裂纹的产生。资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章