技术讲座二
磨削裂纹产生机理与防止措施
1 磨削裂纹的特征
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Ⅰ类裂纹。

较严重的裂纹呈龟甲状,称之为第Ⅱ类裂纹，习惯上叫做龟裂。

其深度大致为0.03-0.20mm。

用酸浸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℃，磨削接触点的温度更是高达800℃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℃左右离开接触区被冷却液迅速冷却时，必然将产生收缩，这是第一次收缩。

这种收缩仅发生在表面，由于其基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Ⅰ类裂纹。

随着磨削加工的继续当表面温度升至300℃～400℃时，表面层发生相引起变体积缩小，导致表面再次产生收缩，从而产生第Ⅱ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；此外，新生的马氏体脆性较大，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℃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零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2次回火，以降低磨削裂纹产生的敏感性。

3.2磨削工艺方面
¾合理选择磨削进刀量，以降低磨削热的产生。

¾采用良好的冷却措施（加大磨削液流量、提高喷射压力、改进喷嘴结构、喷雾冷却等），以保证磨削液能最大限度的进入磨削接触区并带走大部分
磨削热量。

适当提高磨削液温度，以降低热应力产生也有很大好处（弥
补环境温度造成的温差）。

¾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。

Motion_0576 07.10.15 〖补充内容〗:
磨削烧伤责任判定依据：
磨削烧伤也是一种磨削缺陷，严重的磨削烧伤一般都伴随有裂纹产生。

因此，从技术上大家可以理解成磨削裂纹就是磨削烧伤的一种表现形式。

也有工件表面已经产生磨削裂纹但没有发现磨削烧伤现象的零件，这就说明零件渗碳淬火后热处理出现了问题，可能原因是回火不及时、不充分以及金相组织超差等。

因此，在产生磨削裂纹时，检查表面磨削烧伤程度是寻找原因和区分责任的重要判据。

历史回顾：
自97年以来，每年在冬季（11月份～2月份）都由大批量产品磨裂或靠边磨裂，每年也都是出现大批量报废后才会引起足够重视得以减轻和解决。

年复一年，没能从根本上解决，磨裂本身也不是高深技术没有突破，完全是管理和操作理念没有突破。

只看到了产量、工资而忽视了质量，出现问题首先是找相关部门（人员）毛病， 而忽略了自身问题的查找。

危机感：
07年的冬季即将来临，没有采用以车代磨的产品一定要注意磨削裂纹的高发敏感期也会伴随而来，我希望通过上面的讲座引起操作工人、各级现场管理干部以及相关技术人员的高度重视，做好预防工作，杜绝批量事故的产生。

从热处理角度我们公司就规定轴类零件每年11月份中旬到第二年2月份期间进行2次回火，以降低磨削裂纹产生的敏感性。

从磨削工序应该在砂轮、冷却液（质量、压力等）、进给量、新员工培训等方面采取措施，杜绝磨削裂纹事故的发生。