磨削裂纹产生机理与防止措施

小朱

1.磨削裂纹的特征{:soso_e113:}
    磨削裂纹形状特别，仅发生在磨削面上，与淬火裂纹在宏观上观察明显不同，且磨削裂纹深度较浅。较轻的磨削裂纹垂直于或接近垂直于磨削方向呈平行分布，称之为第1类裂纹。较严重的裂纹呈龟甲状，称之为第2类裂纹，习惯上叫做龟裂。其深度大致为0.03-0.20mm，用酸侵蚀后裂纹更加明显易见。
2.磨削裂纹的产生机理
    磨削裂纹的产生皆由内部应力诱发所致，磨削裂纹产生的主要原因是磨削热引起的。工件磨削时磨削接触区温度高达400度。磨削接触点的温度更是高达800度以上。磨削热导致工件表面产生热应力和组织相变而引起体积变化的相变应力。
渗碳淬火钢的表面组织是高碳马氏体和一定数量的残余奥氏体，处于膨胀状态（未经回火处理尤为严重）；磨削热尤其是砂轮和工件接触区的高热会迅速使接触区表面温度升高，当表面温度升高到100-200度左右，接触区被冷却液迅速冷却时，必然将产生收缩，这是第1次收缩。这种收缩仅发生在表面，由于其机体马氏体仍处于膨胀状态，从而使表面层承受拉应力而产生微裂纹，这就是第一类裂纹。随着磨削加工的继续当表面温度升至300-400度时，表面层发生相变引起体积缩小，导致表面再次产生收缩，从而产生第二类裂纹。
    由于马氏体的膨胀收缩是随着钢中含碳量的增加而增大，故渗碳淬火钢（高碳工具钢）表面产生磨削裂纹尤为严重和常见。
    渗碳淬火工件表面的残余奥氏体，在磨削时受磨削热的影响即发生分解，逐渐转变为马氏体，这种新生的马氏体集中于表面，引起零件局部体积膨胀，加大了零件表面的应力，导致磨削应力几种，继续磨削则容易加速磨削裂纹的产生；此外，新生的马氏体脆性很大，继续磨削也容易加速磨削裂纹的产生。另一方面，在磨床上磨削工件时，对工件既是压力又是拉力，助长了磨削裂纹的形成。
   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（727度以上），随后再次淬火转变为淬火马氏体。因而使表面层产生附加的组织应力，再加上磨削所形成的热量使工件表面的温度升高极快，这种组织应力和热应力的迭加就可能导致磨削表面出现磨削裂纹。
3.磨削裂纹的防止措施
  3.1  热处理方面
    由于磨削裂纹的产生是由内部应力诱发产生，因此渗碳淬火后应及时回火消除应力。保证表面硬度前提下回火温度尽量高一些对预防磨削裂纹非常有效，必要时进行二次回火效果更好。我们公司就规定轴类零件每年11月份到第二年2月份期间进行两次回火，以降低磨削裂纹产生的敏感性。
  3.2  磨削工艺方面
   合理选择磨削进刀量，以降低磨削热的产生。
  采用良好的冷却措施（加大磨削夜的流量，提高喷射的压力，改进喷嘴的结构，喷雾冷却等），以保证磨削夜能最大限度的进入磨削接触区并带走大部分磨削热量。适当提高磨削夜温度，以降低热应力产生也大有好处（弥补环境温度造成的温差）。
   合理选用砂轮硬度和粒度，并及时进行工作面修整，以减小磨削热和磨削应力。

吉祥如意

请教平行于磨削方向的裂纹形成的机理？{:soso__3110130392203091378_3:}

绿秋叶

好知识，谢谢分享！之前我理解的磨削裂纹只是磨削淬火后产生的，没想到还可分出这么多种！

稻草人

磨削热尤其是砂轮和工件接触区的高热会迅速使接触区表面温度升高，当表面温度升高到100-200度左右，接触区被冷却液迅速冷却时，必然将产生收缩，这是第1次收缩。？
随着磨削加工的继续当表面温度升至300-400度时，表面层发生相变引起体积缩小，导致表面再次产生收缩，从而产生第二类裂纹？
我们公司就规定轴类零件每年11月份到第二年2月份期间进行两次回火，以降低磨削裂纹产生的敏感性。？


感谢楼主分享    不知哪位高工能给解释下我从中挑出的内容  谢谢

小袁

想到以前某个工件产生的一个裂纹！