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磨削技術

磨削裂紋的特征及產(chǎn)生機理

發(fā)布時間:2020/12/10
  磨削加工在機械制造行業(yè)中應用比較廣泛,經(jīng)熱處理淬火的碳素工具鋼和滲碳淬火的工件,在磨削時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。它不但影響工件的外觀,更重要的是還會直接影響工件質量。
  磨削裂紋的特征
  1)磨削裂紋與一般淬火裂紋明顯不同,磨割裂紋只發(fā)生在磨削面上,深度較淺,且深度基本一致
  2)較輕的磨削裂紋是垂直于或接近垂直于磨削方向的平行線,且為規(guī)則排列的條狀裂紋。這是第一種裂紋
  3)較嚴重的裂紋呈龜甲狀(封閉網(wǎng)絡狀),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
  磨削裂紋的產(chǎn)生機理
  1)磨削裂紋的產(chǎn)生是磨削熱引起的,磨削時工件表面韻溫度可能高達820~840%或更高
  2)淬火鋼的組織是馬氏體和一定數(shù)量的殘留奧氏體,處于膨脹狀態(tài)(未經(jīng)回火處理時尤為嚴重)。如果將其表面快速加熱至100℃左右并迅速冷卻時,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力而產(chǎn)生微裂紋,這是第一種裂紋。當溫度升至300%時,表面再次產(chǎn)生收縮,從而產(chǎn)生第二種裂紋。
馬氏體的膨脹和收縮隨著鋼中碳含量的增加而增大,故碳素工具鋼和滲碳淬火鋼產(chǎn)生磨削裂紋的情況尤為嚴重
  3)淬火鋼中的殘留奧氏體,在磨削時受磨削熱的影響即發(fā)生分解,逐漸轉變?yōu)轳R氏體,這種新生的馬氏體集中于表面,引起工件局部體積膨脹,加大了工件表面應力,導致磨削應力集中,繼續(xù)磨削則容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,對工件既有壓力,又有拉力,助長了磨削裂紋的形成。如果在磨削時冷卻不充分,則由于磨削而產(chǎn)生的熱量,可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)生附加的組織應力,再加上磨削所形成的熱量使工件表面的溫度升高極快,這種組織應力和熱應力的疊加就可能導致磨削表面出現(xiàn)磨削裂紋
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