磨削裂紋的產(chǎn)生及解決措施

1、磨削裂紋的產(chǎn)生及解決措施 .txt14 熱情是一種巨大的力量， 從心靈內(nèi)部迸發(fā)而出， 激勵(lì)我們 發(fā)揮出無(wú)窮的智慧和活力；熱情是一根強(qiáng)大的支柱，無(wú)論面臨怎樣的困境，總能催生我們樂 觀的斗志和頑強(qiáng)的毅力沒有熱情，生命的天空就沒的色彩。作者：鄭工機(jī)械集團(tuán)有限責(zé) 任公司 楊金曉 李曉玲磨削加工在機(jī)械制造行業(yè)中廣泛地被應(yīng)用，經(jīng)熱處理淬火的碳素工具鋼和滲碳淬火鋼零件， 在磨削時(shí)與磨削方向基本垂直的表面常常出現(xiàn)大量的較規(guī)則排列的裂紋- 磨削裂紋，它不但影響零件的外觀，更重要的是還直接影響零件的質(zhì)量。一、磨削裂紋的產(chǎn)生機(jī)理磨削裂紋的產(chǎn)生是磨削熱引起的，磨削時(shí)零件表面的溫度可能高達(dá)820840 C或更高。淬火鋼

2、的組織是馬氏體和一定數(shù)量的殘余奧氏體，處于膨脹狀態(tài)（ 未經(jīng)回火處理尤為嚴(yán)重 ） 。如果將其表面快速加熱至100 C左右并迅速冷卻時(shí)，必然將產(chǎn)生收縮，這是第一次收縮。這種收縮僅發(fā)生在表面，其基體仍處于膨脹狀態(tài)，從而使表面層承受拉應(yīng)力而產(chǎn)生微裂紋，這 是第一種裂紋。當(dāng)溫度升至300 C時(shí)，表面再次產(chǎn)生收縮，從而產(chǎn)生第二種裂紋。馬氏體的膨脹收縮隨著鋼中含碳量的增加而增大， 故碳素工具鋼和滲碳淬火鋼產(chǎn)生磨削裂紋尤為嚴(yán)重。淬火鋼中的殘余奧氏體，在磨削時(shí)受磨削熱的影響即發(fā)生分解，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，這種新 生的馬氏體集中于表面， 引起零件局部體積膨脹， 加大了零件表面應(yīng)力， 導(dǎo)致磨削應(yīng)力集中， 繼續(xù)磨削則容

3、易加速磨削裂紋的產(chǎn)生；此外，新生的馬氏體脆性較大，磨削也容易加速磨削 裂紋的產(chǎn)生。另一方面，在磨床上磨削工件時(shí)，對(duì)工件既是壓力，又是拉力，助長(zhǎng)了磨削裂 紋的形成。如果在磨削時(shí)冷卻不充分，則由于磨削而產(chǎn)生的熱量，足以使磨削表面薄層重新奧氏體化， 隨后再次淬火成為淬火馬氏體。因而使表面層產(chǎn)生附加的組織應(yīng)力，再加上磨削所形成的熱 量使零件表面的溫度升高極快，這種組織應(yīng)力和熱應(yīng)力的迭加就可能導(dǎo)致磨削表面出現(xiàn)磨削 裂紋。二、磨削裂紋的特征磨削裂紋與一般淬火裂紋明顯不同，磨削裂紋只發(fā)生在磨削面上，深度較淺，且深度基本一 致。較輕的磨削裂紋垂直于或接近垂直于磨削方向的平行線，且規(guī)則排列的條狀裂紋，這是 第一

4、種裂紋。較嚴(yán)重的裂紋顯龜甲狀 （ 封閉網(wǎng)絡(luò)狀 ），其深度大致為 0.03-0.15mm 。用酸腐蝕， 裂紋明顯易見。這是第二種裂紋。三、磨削裂紋的防止措施磨削工藝方面（1）磨削裂紋的產(chǎn)生是因?yàn)槟ハ鳠崴拢?所以降低磨削熱是解決磨削裂紋的關(guān)鍵。 一般所采用 的濕磨法，無(wú)論如何注入切削液，切削液都不可能在磨削的同時(shí)進(jìn)入磨削面，因而無(wú)法降低 磨削點(diǎn)位置的磨削熱。切削液只能是使砂輪和零件的磨削點(diǎn)在磨削走過后瞬時(shí)受到冷卻，同時(shí)切削液對(duì)零件的磨削點(diǎn)起淬火作用，因而事實(shí)上加大了磨削 裂紋的產(chǎn)生。如果采用于磨法，背吃刀量選擇較淺的磨法，可減少磨削裂紋。但是這種方法 效果不是很顯著，而且灰塵飛揚(yáng)，影響工作環(huán)境，

5、不宜采用。（2）選用硬度較軟、 粒度較粗的砂輪來(lái)磨削， 可以降低磨削熱。 但如果粒度太粗時(shí)會(huì)影響工件 的表面粗糙度。對(duì)于表面粗糙度質(zhì)量要求高的工件，不能采用此法，因而受到一定的限制。（3）分粗精磨， 即粗磨選用粒度較粗的軟砂輪磨削， 便于強(qiáng)力磨削， 提高效率， 然后再用粒度 細(xì)的砂輪進(jìn)行精磨 （ 背吃刀量較淺 ） 。分開兩臺(tái)磨床進(jìn)行粗磨和精磨，這是一種比較理想的方 法。（4）剛出爐的工件， 必須待工件自然冷卻后 （ 冷卻到常溫 ） 才能進(jìn)行磨削。 如果在時(shí)間允許的情 況下，最好讓工件自然時(shí)效12個(gè)月，消除應(yīng)力后再進(jìn)行磨削，這也會(huì)收到很好的效果。選用粒度較為鋒利的砂輪，PA36-46K,及時(shí)清除

6、砂輪表面積屑，減少背吃刀量，增加走刀（磨削）次數(shù)，減小工作臺(tái)速度，取 <=12m/min，也是一種有效的減少磨削裂紋的途徑。熱處理方面從以上分析知道，產(chǎn)生磨削裂紋的根本原因在于淬火件的馬氏體組織是一種膨脹狀態(tài)，有應(yīng) 力存在，要減少和消除這種應(yīng)力，應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力回火即淬火后應(yīng)馬上進(jìn)行回火處理。第一種磨削裂紋是工件在快速加熱至100 C左右，并迅速冷卻而產(chǎn)生的。所以，為防止這第一種磨削裂紋，工件應(yīng)在150200 C左右回火。第二種磨削裂紋是工件在磨削中繼續(xù)升溫至300 C時(shí)，表面再次產(chǎn)生收縮而產(chǎn)生的。所以，為防止這第二種磨削裂紋，則應(yīng)將工件在300C左右回火。回火時(shí)間必須在4h以上，應(yīng)該注意工

7、件在300 C回火時(shí)會(huì)使工件硬度下降，有時(shí)不宜采用。有時(shí)經(jīng)過一次回火后仍可能產(chǎn)生磨削裂紋，這時(shí)可以進(jìn)行二次回火或人工時(shí)效，這個(gè)方法非 常有效。如果零件硬度要求不高，而零件外觀表面要求較高時(shí)，可以將回火溫度提高到400C以上回火，即調(diào)質(zhì)處理，這時(shí)零件表面不會(huì)再出現(xiàn)磨削裂紋現(xiàn)象。在零件材質(zhì)方面當(dāng)零件硬度要求較高而不能在300C以上回火時(shí)，便要在零件材質(zhì)上想辦法。在前面分析中我們知道， 馬氏體的膨脹收縮率隨著鋼中含碳量的增加而增大， 故碳素工具鋼 （T8 以上 ） 和滲 碳淬火鋼產(chǎn)生磨削裂紋尤為嚴(yán)重。所以，當(dāng)零件硬度和表面外觀質(zhì)量均要求較高時(shí)，便不能 選用碳素工具鋼和滲碳淬火鋼，而應(yīng)選用諸如ICrl3、16Mn等鋼種。對(duì)于零件表面外觀質(zhì)量要求較高， 而零件又是急件時(shí)， 在時(shí)間上不允許自然時(shí)效 l 2 個(gè)月 （出爐后的零件 ） ；或者因 磨削工藝方面受到限制：如使用砂輪方面受到限制、磨床數(shù)量少，零件磨削工作量大等因素 而無(wú)法分開磨床來(lái)粗精磨；或者由于車間工人環(huán)境清潔優(yōu)美，也不便于采