行業動態

 高碳高鉻鋼圓刀片淬火后殘余奧氏體較多，使圓刀片材料的熱導率（導熱系數）進一步降低，由于磨削加工時砂輪的強烈摩擦，加工面上累蓄的熱量不容易逸散，使金屬產生彈性變形和塑性變形，磨削停止后，圓刀片表層受平行于磨削軌跡的拉應力作用；同時，由于切削液的急冷作用，使金屬表面產生殘余拉應力。在上述溫度的陡升陡降作用下，表層金屬被高溫回火，體積收縮。而最表層溫度到達50°以上時，在磨削切削液急冷下，還會出現二次淬火層，使表面產生組織應力。高鉻鋼一般只在低溫回火，甚至有時低溫回火工藝也執行得不好，因此，工件淬火內應力未能得到消除。材料中的共晶碳化物呈網狀或帶狀堆集，塊度大而且有鋒利的尖角，容易形成應力集中區。在以上種種因素配合不當的情況F．即會產生磨削裂紋，甚至發展成宏觀裂紋。
       出現磨削裂紋的磨削面上一般都有氧化色，從焦黃到藍色，但也可能被磨削加工操作者最后輕輕磨掉。磨削圓刀片裂紋有時呈網絡狀，有時呈輻射狀或平行條紋。裂紋一般開口較細，深度較淺，為0.1~0.5 mm，肉眼一般不易發現。但也有開口較大、深度在Imm以上的磨削裂紋，甚至有時呈片狀剝落，一般只在工件內應力特別高時才出現。圖4 - 84是電機轉子硅鋼片沖模，尺寸為240mm×16mm，材料為Cr12鋼，熱處理工藝為990℃加熱奧氏體化，2000C硝鹽分級5nun，油冷，沒有回火。操作人員認為分級冷卻可以代替回火，致使淬火組織沒有得到回火，工件淬火內應力未得到任何松弛，磨削時在整個磨削加工面上出現細密的網紋。這類磨削裂紋的產生原因主要是熱處理工藝不當。
更多的磨削裂紋的產生是由于磨削工藝不當。此時，將磨削面輕拋后侵蝕，可以看到黑白相間的條帶。圖4 - 85是Cr12鋼  硅鋼片沖模的磨削裂紋和二次淬火燒傷區的分布圖。圖4 - 86是Cr12鋼硅鋼片模表面另一視場的二次淬火燒傷區和回火燒傷區的放大圖。白條帶是二次淬火燒傷帶，該區瞬息積累的磨削熱已使該地區金屬材料溫度升高到Ac．以上，然后在切削液急冷下被二次淬火；黑色地區是回火燒傷帶，該地區磨削時的瞬時溫升低于Ac，，使原淬火低溫回火的組織被高溫回火。磨削裂紋垂直于砂輪前進方向。圖4 - 85中的白色條帶比圖4- 86中的白帶寬10余倍，說明該處的表面磨削更加劇烈。垂直于磨削面取樣觀察時，可以看到表面有二次淬火白層和被高溫回火的次層，與前面軸承鋼的磨削裂紋很相似，磨削裂紋垂直于表面，一般終止于回火層內。如果工件內應力較大，裂紋也可再向內伸展。
       圓刀片磨削加工時，所用的砂輪太鈍、粒度過細、硬度偏高、進給量太大、冷卻不良等，是磨削裂紋產生的外在條件。改善磨削加工工藝，可以有效地防止磨削裂紋的產生。例如，加強冷卻條件，選用中軟砂輪和稍粗的粒度，粗磨時進給量控制在0. 02~0. 04mm，精磨時控制在0.005~0.01mm，另外，工件要充分回火，例如圖4 -85的硅鋼片沖模再經一次回火后，磨削裂紋就不再出現。因此，建議Cr12鋼系列各鋼種采用兩次回火為好。如能提高回火溫度而不影響使用性能，則盡可能提高到400℃回火。深冷處理可以有效地降低殘余奧氏體量，提高工件的導熱性能，大幅度地降低磨削裂紋產生的幾率，甚至不再出現磨削裂紋（當磨削加工工藝合理時）。