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问题:什么是磨削烧伤?

咨询于:2016-08-09| 浏览次数:328

答复:

  磨削烧伤是工件在磨削加工后出现的一种不良现象,但其本质上属于发生在工件表面的一种隐性缺陷,乃是由于工艺处置失当等原因,导致了在很高的磨削温度的作用下因工件表层金相组织的改变所造成的。由此而产生的残余应力和硬度的变化将会影响零件的使用性能,并伴随着在工件表面呈现出不同颜色的氧化膜等现象。鉴于很多发生磨削烧伤的零件往往使用在交变载荷的工作环境下,如汽车动力总成中的转向节、传动轴、阀杆、泵、凸轮轴、曲轴、气门等,以及轴承、齿轮等通用类零件,它们对工件的表面质量均有很高的要求。一旦其工作表面出现硬度下降或存在较大的残余(拉)应力,此时即使它的幅值小于材料的强度极限,还不会导致表面发生开裂,但在交变载荷作用下,这一隐患很容易扩大,从出现在表面的少数细纹发展为网状裂纹的扩张以至于相互连接,最终造成工件表面的剥落,从而使该零件失去使用功能,直接危及运行中的动力总成大部件,如发动机、变速器等。

  现今国内极大多数汽车厂、动力总成厂和零部件厂,囿于自身的技术实验条件、以及企业在执行正常的生产工艺和质量检测的情况下所积累的经验,普遍认为:磨削后工件可能发生磨削烧伤的主要风险乃是表面硬度不同程度的下降,而不是存在较大的残余(拉)应力。那么这一观点是否有依据呢?

  基础试验的结果和实践经验表明,在工艺稳定的情况下,工件表面、即磨削区域的残余应力表现为压应力,而其下的次表层、即非磨削区域则表现为拉应力。前者的最大(绝对)值约为一 800MPa左右,而后者的最大值在900MPa左右。之所以也还存在着表面残余应力呈现为拉应力的隐患,原因主要还是由冷却不当造成的。众所周知,磨削过程中的冷却有三种型式: 1)风冷、即采用干磨时的自然冷却;2)水基冷却液;3)油基冷却液。当采取第1)和第3)种冷却方式时,工件表面将呈现为压应力,此时可能存在着硬度下降的风险。而长期以来,由于水基的冷却效果明显地优于油基,环保处理也简单,使用成本要比油基低得多,因此应用十分普遍。但这时也隐含着另一种风险:鉴于采用水基磨削液后的冷却速度快,表面产生的二次淬火马氏体会增多,晶格变化、体积缩小,而它的下层则因冷却缓慢成为硬度较低的回火组织,从而增大了工件表面产生残余拉应力的倾向。当形成的拉应力一旦超过了材料的强度极限,表面就会出现裂纹。

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