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磨削燒傷及其解決方案
時間:2017-04-19  點擊:1829次   來源:網絡

磨削燒傷及其解決方案 

文章來源:摘自 張國耀   (鄭州超微磨料具有限公司) 

摘要:鑒于磨削過程中工件燒傷的問題一直困擾著產品的質量問題,從磨削燒傷的形成的機理、磨削燒傷的檢查方法、磨削燒傷的分級、磨削燒傷的避免措施、磨削燒傷的影響因素、磨削燒傷解決方法。讓我們從基礎對磨削燒傷形成認識、到對磨削燒傷的解決方法形成一整套的方案,其中:砂輪的選擇在磨削燒傷過程中非常重要。以避免我們生產中避免燒傷、遇到燒傷而找到合理的解決方法。適用于外圓磨燒傷、內圓磨燒傷、平面磨燒傷、端面磨燒傷、無心磨燒傷等磨削方式。 

 

關鍵詞:磨削燒傷 燒傷砂輪的選擇 燒傷解決方法 燒傷原理 燒傷級別   

一、定義:磨削時,由于磨削區域的瞬時高溫(一般為9001500℃)到相變溫度以上時, 形成零件表層金相組織發生變化(大多表面的某些部分出現氧化變色),使表層金屬強度和硬度降低,并伴有殘余應力產生,甚至出現微觀裂紋,這種現象稱為磨削燒傷。 

 

二、磨削燒傷機理:  當磨削表面產生高溫時,如果散熱措施不好,很容易在工件表面(從幾十um到幾百um)發生二次淬火及高溫回火。如果磨削工件表面層的瞬間溫度超過鋼種的AC1點,在冷卻液的作用下二次淬火馬氏體,而在表層下由于溫度梯度大,時間短,只能形成高溫回火組織,這就使在表層和次表層之間產生拉應力,而表層為一層薄而脆的二次淬火馬氏體,當承受不了時,將產生裂紋。   

 

三、磨削燒傷的原因: 

處理的影響  

a)殘余奧氏體 磨削時殘余奧氏體由于砂輪磨削時產生的熱和壓力而轉變,同時可能伴隨出現表面回火和磨削裂紋。殘余奧氏體量應控制在30%以內。  

b)滲層碳濃度 滲層碳濃度過高,在滲層組織中容易形成網狀碳化物或過多的游離碳化物。由于這種物質極硬,在磨削過程中可能出現局部過熱傾向和發生表面回火。滲層碳濃度過高,會使工件表面產生過多的殘余奧氏體.從而導致燒傷和裂紋。因此,表面碳濃度增加,則降低了磨削性能,一般表面碳濃度應控制在0.75-0.95%范圍以內。 

c)碳化物分布及形態 碳化物分布應均勻,粒度平均直徑不大于lμm;碳化物形態應為球狀、粉狀或細點狀沿網分布,不允許有網狀或角狀碳化物。  

d)脫碳 熱處理時.表面或環境?;げ壞被岵礱嫜躉?,這樣在工件上就會產生一層薄的脫碳層,這層軟的脫碳層會引起砂輪過載或過熱,從而造成表面回火。  

e)回火 在保證硬度的前提下,回火溫度盡可能高一些,回火時間盡可能長一些。這樣可以提高滲碳淬硬表面的塑性,而且使殘余應力得以平衡或降低.改善表面應力的分布狀況。這樣可以降低出現工件裂紋的機率,從而提高磨削工件的效率。  

 

f)變形 應盡可能減少熱處理變形.這樣可以減小磨削余量。若熱處理變形過大,如果磨

將是不正常的,從而導致燒傷及裂紋。。 

 

四、磨削燒傷檢查方法:  1.觀色法 2.酸洗法 3.金相組織法 4.顯微硬度法 5. 磁彈法(巴克豪森噪聲技術 

 

五、磨削燒傷的分級:  磨削燒傷有多種不同的分類方法。根據燒傷外觀不同,可分為全面燒傷(整個表面被燒傷)、斑狀燒傷(表面上出現分散的燒傷斑點)、均勻線條狀燒傷、周期線條狀燒傷;按表層顯微組織的變化可分為回火燒傷、淬火回火燒傷;還可根據燒傷深度分為淺燒傷(燒傷厚度<0.05mm)、中等燒傷(燒傷層厚度在0.005~0.01mm之間)、深度燒傷(燒傷層厚度>0.01mm)。在生產中,最常見的是均勻的是周期的線條狀燒傷。  由于在磨削燒傷產生時往往伴有表面氧化作用,而在零件表面生成氧化膜。又因為氧化膜的厚度不同而使其反射光線的干涉狀態不同;因此呈現出多種顏色。所以通常用磨削表面的顏色來判斷燒傷的程度,也就是“觀色法”對鋼件來說,隨燒傷的加強,顏色一般呈現白、黃(400-500℃)、褐、紫(800~900℃)、蘭()的變化。不同磨削深度下,加工表面的燒傷顏色和氧化膜厚度不同。  燒傷顏色僅反映了較嚴重的燒傷現象,而當零件表面顏色不變時,其表面組織也可能已發生了燒傷變化,這類燒傷通常不易鑒別,所以對零件使用性能危害更大。目前,人們為了更好地控制燒傷的程度,已根據表面組織的變化,對燒傷進行了分級,一般從0-8共分九級,其中,0級最輕,8級燒傷最嚴重。 

 

六、預防磨削燒傷的措施  1.盡量減少磨削時產生的熱量。 2.盡量加速熱量的散發。 3.避免前道工序的影響。   

 

七、磨削燒傷影響因素及解決方法 

(一).磨削方式磨削條件的影響:  1.磨削余量過大。  2.合理的磨削參數設定,合理的選擇磨削用量。在磨削用量少時出現燒傷,應增大縱向進給速度:磨削量大時出現燒傷,應減少進給量,增加磨削次數。 3.工件轉速合理設定,過高或者過低都不太好。 4.磁力不足,工件停轉 調整磁力. 5.砂輪主軸振擺大 檢修主軸.  6.嚴格控制砂輪傳動系統及砂輪心軸的間隙,砂輪傳動帶松緊調整合適。 7.工件和砂輪電機扭矩選用是否足夠。

 

(二)、砂輪的選擇問題:

1. 砂輪材質選擇不當,砂輪的選擇最基本的砂輪磨料要與磨削的工件皮配合理。

2.砂輪粒度偏細,砂輪粒度在滿足粗糙度要求的條件下選擇粗號。

3.砂輪硬度偏硬,選擇偏軟點的砂輪,提高砂輪的自銳性。

4.砂輪組織過?。ń簦?,選擇偏大、疏松的砂輪;以有利于排屑,減少燒傷的發生機率。在一些情況下可以考慮使用大氣孔砂輪。

5.對砂輪進行特殊的處理。 

6.砂輪直徑過大,而磨削面積增大會引起燒傷;根據工件的情況可以選擇砂輪直徑較小的砂輪,尤其適用于內圓磨削。 

7.對砂輪使用面進行開槽,這種磨削方式稱為“間斷式磨削”,可以減少發熱及增加散熱的效果;也有利于充分排屑。

8.砂輪鈍化,及時修整砂輪。 

9.砂輪的平衡不好,必須對砂輪進行精細的平衡,以便砂輪在工作時處于良好的平衡狀態。  10.砂輪保持持續的鋒利性。 

 

(三)、砂輪的修整問題: 

1.砂輪鈍化,及時修整砂輪。 

2. 砂輪修整的過細,使微刃切削性能降低;在滿足粗糙度的工藝要求下,盡量讓砂輪修整的粗糙些。

3.砂輪修整器不銳利,使用砂輪修整器其它面進行修整,或者進行修磨與更換。

4.可以讓砂輪的邊角進行修磨一下。

5.修整砂輪的金剛石支座必須牢固。 

 

(四)、冷卻方面的問題:   

  普通冷卻方法  

1.磨削液選擇不當,選擇合理的磨削液。一般選擇油性的磨削液,降低了磨削區的溫度,會適當減少燒傷的發生。在有條件的情況下選擇品牌的磨削液。

2.可在采取濕磨的情況下一定不采用干磨。

3.磨削液有效充分供給,不但要磨削區供給充足,而且壓力要大;才可以讓溫度降低與充分排屑。 

4.保持冷卻液的純凈。 

5.保持冷卻液較低的溫度,從而可以降低磨削區的溫度,必要時可使用散熱器。

6.磨削液噴嘴安放位置不妥,應使噴嘴盡可能靠近磨削區。

7. 冷卻液噴嘴加裝空氣擋板。

8.使用內冷卻砂輪:內冷卻法是將經過嚴格過濾的冷卻液通過中空主軸引入砂輪的中空腔內。由于離心力的作用,將切削液沿砂輪孔隙向四周甩出,直接冷卻磨削區。

 

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