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有关磨削烧伤的几个问题
 
有关磨削烧伤的几个问题

鉴于磨削过程中工件烧伤的问题一直困扰着产品的质量问题,从磨削烧伤的形成的机理、磨削烧伤的检查方法、磨削烧伤的分级、磨削烧伤的避免措施、磨削烧伤的影响因素、磨削烧伤解决方法。让我们从基础对磨削烧伤形成认识、到对磨削烧伤的解决方法形成一整套的方案,其中:砂轮的选择在磨削烧伤过程中非常重要。以避免我们生产中避免烧伤、遇到烧伤而找到合理的解决方法。适用于外圆磨烧伤、内圆磨烧伤、平面磨烧伤、端面磨烧伤、无心磨烧伤等磨削方式。

 
一、定义:
磨削时,由于磨削区域的瞬时高温(一般为900-1500℃)到相变温度以上时,形成零件表层金相组织发生变化(大多表面的某些部分出现氧化变色),使表层金属强度和硬度降低,并伴有残余应力产生,甚至出现微观裂纹,这种现象称为磨削烧伤。
 
二、磨削烧伤机理:
   当磨削表面产生高温时,如果散热措施不好,很容易在工件表面(从几十um到几百um)发生二次淬火及高温回火。如果磨削工件表面层的瞬间温度超过钢种的AC1点,在冷却液的作用下二次淬火马氏体,而在表层下由于温度梯度大,时间短,只能形成高温回火组织,这就使在表层和次表层之间产生拉应力,而表层为一层薄而脆的二次淬火马氏体,当承受不了时,将产生裂纹。
 
三、损伤的原因:
   (1)热处理的影响
   a、残余奥氏体 磨削时残余奥氏体由于砂轮磨削时产生的热和压力而转变,同时可能伴随出现表面回火和磨削裂纹。残余奥氏体量应控制在30%以内。
   b、渗层碳浓度 渗层碳浓度过高,在渗层组织中容易形成网状碳化物或过多的游离碳化物。由于这种物质极硬,在磨削过程中可能出现局部过热倾向和发生表面回火。渗层碳浓度过高,会使工件表面产生过多的残余奥氏体.从而导致烧伤和裂纹。因此,表面碳浓度增加,则降低了磨削性能,一般表面碳浓度应控制在0.75%-0.95%范围以内。
   c、碳化物分布及形态 碳化物分布应均匀,粒度平均直径不大于lμm;碳化物形态应为球状、粉状或细点状沿网分布,不允许有网状或角状碳化物。
   d、脱碳 热处理时.表面或环境保护不当会产生表面氧化,这样在工件上就会产生一层薄的脱碳层,这层软的脱碳层会引起砂轮过载或过热,从而造成表面回火。
   e、回火 在保证硬度的前提下,回火温度尽可能高一些,回火时间尽可能长一些。这样可以提高渗碳淬硬表面的塑性,而且使残余应力得以平衡或降低.改善表面应力的分布状况。这样可以降低出现工件裂纹的机率,从而提高磨削工件的效率。
   f、变形 应尽可能减少热处理变形.这样可以减小磨削余量。若热处理变形过大,如果磨削操作不是在工件径向圆跳动最大处开始磨削,则每次磨削在这些点上去除的磨削余量将是不正常的,从而导致烧伤及裂纹。
四、磨削烧伤检查方法:
   1.观色法
   2.酸洗法
   3.金相组织法
   4.显微硬度法
   5.磁弹法
 
五、磨削烧伤的分级:
    磨削烧伤有多种不同的分类方法。根据烧伤外观不同,可分为全面烧伤(整个表面被烧伤)、斑状烧伤(表面上出现分散的烧伤斑点)、均匀线条状烧伤、周期线条状烧伤;按表层显微组织的变化可分为回火烧伤、淬火回火烧伤;还可根据烧伤深度分为浅烧伤(烧伤厚度<0.05mm)、中等烧伤(烧伤层厚度在0.005~0.01mm之间)、深度烧伤(烧伤层厚度>0.01mm)。在生产中,最常见的是均匀的是周期的线条状烧伤。
    由于在磨削烧伤产生时往往伴有表面氧化作用,而在零件表面生成氧化膜。又因为氧化膜的厚度不同而使其反射光线的干涉状态不同;因此呈现出多种颜色。所以通常用磨削表面的颜色来判断烧伤的程度,也就是“观色法”对钢件来说,随烧伤的加强,颜色一般呈现白、黄(400-500℃)、褐、(800~900℃)、兰(青)的变化。不同磨削深度下,加工表面的烧伤颜色和氧化膜厚度不同。
    烧伤颜色仅反映了较严重的烧伤现象,而当零件表面颜色不变时,其表面组织也可能已发生了烧伤变化,这类烧伤通常不易鉴别,所以对零件使用性能危害更大。目前,人们为了更好地控制烧伤的程度,已根据表面组织的变化,对烧伤进行了分级,一般从0-8共分九级,其中,0级最轻,8级烧伤最严重。
 
六、预防磨削烧伤的措施
    1.尽量减少磨削时产生的热量。
    2.尽量加速热量的散发。
    3.避免前道工序的影响。
 
七、磨削烧伤影响因素及解决方法
  (一).磨削方式磨削条件的影响:
    1.磨削余量过大。
    2.合理的磨削参数设定,合理的选择磨削用量。在磨削用量少时出现烧伤,应增大纵向进给速度:磨削量大时出现烧伤,应减少进给量,增加磨削次数。
    3.工件转速合理设定,过高或者过低都不太好。
    4.磁力不足,工件停转 调整磁力.
    5.砂轮主轴振摆大 检修主轴.
    6.严格控制砂轮传动系统及砂轮心轴的间隙,砂轮传动带松
      紧调整合适。
    7.工件和砂轮电机扭矩选用是否足够。
 
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