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淬火钢磨削烧伤

10804020136 张庆宇
一、磨削烧伤机理:
磨削烧伤,是指由于磨削时的瞬时高温使工件表层局部组织发生变化,并在工件表面的某些部分出现氧化变色的现象。

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常山拉应力,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。

磨削烧伤会降低材料的耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度,烧伤严重时还会出现裂纹。

淬火钢零件的磨削烧伤主要有良种形式:
二、在磨削淬火钢时,可能产生以下3种烧伤:
1.回火烧伤
如果磨削区的温度未超过淬火钢的相变温度,但已超过马氏体的转变温度,止推面表层金属的回火马氏体组织将转变成硬度较低的回火组织(索氏体或托氏体),这种烧伤称为回火烧伤。

2.淬火烧伤
如果磨削区温度超过了相变温度,再加上冷却液的急冷作用,表层金属发生二次淬火,使表层金属出现二次淬火马氏体组织,其硬度比原来的回火马氏体的高,在它的下层,因冷却较慢,出现了硬度比原先的回火马氏体低的回火组织(索氏体或托氏体),这种烧伤称为淬火烧伤。

3.退火烧伤
如果磨削区温度超过了相变温度,而磨削区域又无冷却液进入,
表层金属将产生退火组织,表面硬度将急剧下降,这种烧伤称为退火烧伤。

在曲轴成形磨削中,多属于此种烧伤。

三、判别磨削烧伤的方法主要有:
1)观色法
随着磨削区温度的升高,工件表面氧化膜的厚度就不同,因而会呈现出黄、草黄、褐、紫等不同的“回火色”。

但表面没有烧伤色并不意味着表层没有烧伤。

此判别法准确性较低。

2)酸洗法
利用钢件不同的金相组织对酸腐蚀有不同的敏感性,以轴承钢为例,正常回火马氏体酸洗后呈灰色,发生二次淬火烧伤时酸洗后呈白色。

生产中常用此法作抽检。

3)金相组织法
通过观察表层金相组织的变化来判别烧伤类别。

此判别法准确度高。

4)显微硬度法
工件表层金相组织变化必然导致其显微硬度的变化,因此,观察其硬度变化,可判断烧伤类别及测定变质层深度。

缺点是需要制作试件。

四、消减磨削烧伤与裂纹的工艺途径
1、正确选用砂轮,例如可采用颗粒较粗、较软、组织较疏松的砂轮;砂轮磨损后应及时修整。

若砂轮的粒度越细、硬度越高时自砺性差,则磨削温度也增高。

砂轮组织太紧密时磨屑堵塞砂轮,易出现烧伤。

砂轮钝化时,大多数磨粒只在加工表面挤压和摩擦而不起切削作用,使磨削温度增高,故应及时修整砂轮。

2、改善磨削时的冷却条件,如采用内冷却方法;设法使冷却液渗透到磨削区中。

3、合理选择磨削用量,例如提高工件的转速,采用较小的径向进给量。

减小磨削深度可以减少工件表面的温度,故有利于减轻烧伤。

增加工件速度和进给量,由于热源作用时间减少,使金相组织来不及变化,因而能减轻烧伤,但会导致表面粗糙度值增大。

一般采用提高砂轮速度和较宽砂轮来弥补。

4、提高工件转速可以减少烧伤发生的机率,原因是减少磨削厚度和传热时间,利于磨屑带走热量
5、冷却液的浓度;
6、冷却液的喷溅流量及喷溅部位。

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