磨削裂纹的典型特征

20CrMnTi渗碳齿轮磨削裂纹的分析与解决

图1 细线状裂纹
图2 网状裂纹
感谢：浙江双环传动机械股份有限公司郝丰林、袁志峰、刘生磊、刘晓龄、廖林林、王美峰、马辉、闫瑞楠、王甲，上汽集团楚大风、张亚，上海ZF钱蔚灵、宋连军，重汽覃波，中船重
图3 齿顶部金相组织
图4 节圆处金相组织
量、大小、分布情况确定，具体
说明如表1所示。

残留奥氏体等级按其含量多
少确定，马氏体等级按其针体大
小确定，具体说明如表2所示。

通过对故障齿轮进行金相、
性能分析，齿轮金相组织及热处
图5 裂纹齿轮金相
图6 导致磨削裂纹的鱼骨图分析。

典型工程陶瓷的组成及磨削特点

典型工程陶瓷的组成及磨削特点典型工程陶瓷的磨削特点 1.磨削力比很大、磨削比小由于典型工程陶瓷材料的硬度很高，所以它表现出了优良的耐磨性和抗力，其磨削法向力与切向力之比Fn/Ft 很大，约为10~40；其磨削比G 小，在mm a m v s m v p w s 015.0m in,/14,/8.15===的磨削条件下，应用10018010*75*20*250B JR φ的金刚石砂轮以切入方式磨削反应烧结氮化硅的陶瓷时，其磨削比G 为130，而在相同条件下磨削普通玻璃时，磨削比G 可达4000。

2.砂轮磨耗量大，加工成本高工程陶瓷是考脆性龟裂破坏产生微细粉末状切屑而去除的，粉末状切屑很容易磨损磨具上的结合剂，导致磨粒脱落，从而造成超硬磨料磨具的磨耗严重，而超硬磨料磨具的价格比较贵，这使得工程陶瓷零件的加工费用都很高，一般占陶瓷零件总成本的65%~90%。

因此，减少砂轮磨耗，降低陶瓷的磨削的成本，是实现工程陶瓷广泛应用的基本前提。

3.表面质量不易控制工程陶瓷对切削力和切削热都十分敏感。

在磨削过程中，磨粒切入工件产生的压应力和摩擦热会使磨粒下方的材料产生局部塑性流动，在已加工表面上形成变形层。

同时，与磨粒作用的载荷超过产生裂纹的临界载荷时，会在已加工表面上产生中央裂纹和横向裂纹。

横向裂纹有时会扩展至自由表面，使一部分材料被去除，但大部分材料是靠磨粒前刀面压溃去除的。

因此，典型工程陶瓷的磨削过程及磨削表面质量既不同于塑性金属材料，也不同于普通脆性材料，具有特殊的规律。

4.磨削生产率低由于工程陶瓷的韧性不足，而且磨削抗力很大，使得磨削加工层的厚度受到特定条件的约束，加之优良的磨削性，造成了工程陶瓷材料的切削加工性很差，生产效率低。

典型工程陶瓷的组成及用途工程陶瓷材料主要包括金属与硼、碳、硅、氮、氧等非金属元素组成的化合物，以及由非金属元素所组成的化合物，如硼和硅的碳化物、氮化物。

根据其元素组成的不同，工程陶瓷可分为氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷等。

金相检验员考试：金相检验员考试试题预测四

金相检验员考试：金相检验员考试试题预测四1、多选按渗碳体的形态，珠光体分为（）。

A.片状珠光体B.球状珠光体C.索氏体D.托氏体正确答案：A, B2、单选疲劳断口的典型宏观特征为（）。

A.贝壳状花（江南博哥）样B.结晶状花样C.人字形花样正确答案：A3、问答题磨削裂纹在金相上的主要特征是什么？正确答案：磨削裂纹的主要特征是：裂纹分布在工件磨削加工的表面，裂纹方向一般与磨削方向垂直，且成排分布，有时呈网状龟裂或放射状分布。

磨削裂纹是应力裂纹，所以它的起始部分挺直有力，收尾曲折而迅速，且裂纹较浅。

侵蚀后在裂纹周围出现色泽较深的回火色。

裂纹两侧无脱碳现象。

4、多选液态金属均匀形核的要素是（）。

A.液体必须过冷B.液态金属中有结构起伏C.液态金属有能量起伏D.液态金属中有第二相粒子作为核心正确答案：A, B, C5、单选铸铝变质处理的作用是（）。

A.细化硅相B.粗化硅相C.产生新相正确答案：A6、多选金属结晶的条件包括（）。

A.能量条件B.晶和形成C.相起伏D.晶核长大正确答案：A, C7、判断题粒状珠光体中渗碳体的颗粒愈小，则相界面愈少，它的强度和硬度将愈高。

（）正确答案：对8、判断题最常出现的金相组织缺陷是树枝状偏析和魏氏组织两种。

（）正确答案：对9、填空题渗碳层中出现针状渗碳体的原因是（），这是渗碳（）组织的特征。

正确答案：实际渗碳温度过高，过热10、判断题金相试样细磨使用砂纸更换原则应是粒度逐渐由粗到细。

（）正确答案：对11、问答题磨抛渗层组织试样的特别要求是什么？为什么？正确答案：渗层试样磨抛时的特别要求，试样磨面平整，边缘不能倒角。

如试样边缘倒角，在显微镜下观察时，边缘组织必然会模糊不清，从而影响对表层组织的鉴别和渗层深度的正确测定，同时也得不到清晰的金相照片。

12、填空题锻造过热是由于加热温度过高而引起的（）现象，碳钢以出现（）为特征，工模具钢以（）为特征。

正确答案：晶粒粗大，魏氏组织，一次碳化物角状化13、判断题锡基轴承合金的组织是由黑色的锡基α固溶体和白色的Sn、SB.方块及白色星形或针状的Cu、SB，或Cu、Sn相所组成。

车、磨、削裂纹产生机理与防止方法

车、磨、削裂纹产生机理与防止方法作者：郑好友许斌来源：《中国科技博览》2018年第16期[摘要]车、磨、削加工在机械制造行业中广泛地被应用，经过热处理淬火的碳素工具钢和渗碳淬火钢零件，在磨削时与磨削方向基本垂直的表面常常出现大量的较规则排列的裂纹——磨削裂纹，它不但影响零件的外观，更重要的是还直接影响零件的质量。

[关键词]车、磨、削裂纹；机理；防治措施中图分类号：S265 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）16-0301-01磨削加工一般是作为宫颈肩加工的最终工序，其任务就是要保证产品零件能够达到图纸上所要要求的精度和表面质量。

1、磨削裂纹的产生机理磨削加工在广泛的被应用，经过热处理淬火的碳素工具钢和渗碳淬火钢零件，在磨削时与磨削方向基本垂直的表面常常出现大量的较规则排列的裂纹——磨削裂纹，它不但影响零件的外观，更重要的是还直接影响零件的质量。

磨削裂纹的产生是磨削热和循环应力引起的，磨削时零件表面的温度可能高达820—840度或更高产生微裂纹后，以及磨粒刮出的微裂纹，后续的循环应力将为裂纹扩展开来形成宏观裂纹。

淬火钢的组织是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）。

如果将其表面快速加热至100摄氏度左右并迅速冷却时，必然将产生收缩，这是第一次收缩。

这种收缩仅仅发生在表面，其基体仍处于膨胀状态，从而使表面层承受拉应力而产生裂纹，这是第一种裂纹。

当温度升高至300摄氏度时，表面再次收缩，从而产生第二种裂纹。

马氏体的膨胀收缩随着钢中含碳量的增加而增大，故碳素工具钢和渗碳淬火钢产生削裂纹尤为严重。

淬火钢中的残余奥氏体，在磨削时受磨削热的影响即发生分解，逐渐变成马氏体，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，磨削也容易加速磨削裂纹的产生。

另一方面，在上磨削工件时，对工件既是压力，又是拉力，助长了磨削裂纹的形成。

整体硬质合金刀具磨削裂纹的原因分析及其工艺改进

整体硬质合金刀具磨削裂纹的原因分析及其工艺改进1 引言整体硬质合金刀具在航空航天业、模具制造业、汽车制造业、机床制造业等领域得到越来越广泛的应用，尤其是在高速切削领域占有越来越重要的地位。

在高速切削领域，由于对刀具安全性、可靠性、耐用度的高标准要求，整体硬质合金刀具内在和表面的质量要求也更加严格。

而随着硬质合金棒材尤其是超细硬质合金材质内在质量的不断提高，整体硬质合金刀具表面的质量情况越来越受到重视。

众所周知，硬质合金刀具的使用寿命除了与其耐磨性有关外，也常常表现在崩刃、断刃、断裂等非正常失效方面，磨削后刀具的磨削裂纹等表面缺陷则是造成这种非正常失效的重要原因之一。

这些表面缺陷包括经磨削加工后暴露于表面的硬质合金棒料内部粉末冶金制造缺陷(如分层、裂纹、未压好、孔洞等)以及磨削过程中由于不合理磨削在磨削表面造成的磨削裂纹缺陷，而磨削裂纹则更为常见。

这些磨削裂纹，采用肉眼、放大镜、浸油吹砂、体视显微镜和工具显微镜等常规检测手段往往容易造成漏检，漏检的刀具在使用时尤其是在高速切削场合可能会造成严重的后果，因此整体硬质合金刀具产品磨削裂纹缺陷的危害很大。

因此对整体硬质合金刀具磨削裂纹的产生原因进行分析和探讨，并提出有效防止磨削裂纹的工艺改进措施具有很重要的现实意义。

2 整体硬质合金刀具磨削裂纹的原因分析1.整体硬质合金刀具的磨削加工特点硬质合金材料由于硬度高，脆性大，导热系数小，给刀具的刃磨带来了很大困难，尤其是磨削余量很大的整体硬质合金刀具。

硬度高就要求有较大的磨削压力，导热系数低又不允许产生过大的磨削热量，脆性大导致产生磨削裂纹的倾向大。

因此，对硬质合金刀具刃磨，既要求砂轮有较好的自砺性，又要有合理的刃磨工艺，还要有良好的冷却，使之有较好的散热条件，减少磨削裂纹的产生。

一般在刃磨硬质合金刀具时，温度高于600℃，刀具表面层就会产生氧化变色，造成程度不同的磨削烧伤，严重时就容易使硬质合金刀具产生裂纹。

磨削裂纹产生的原因及措施

淬火工件磨削加工过程中，磨削部位容易产生浅、细长、肉眼几乎无法辨别的磨削裂纹，常见的磨削裂纹有三种形状：龟裂或网状裂纹、直线状和弧状。
磨削裂纹产生的原因是：
1、热处理
热处理过程中，淬火温度高，产生过热组织；回火不充分，存在较大的内应力和较多的残余奥氏体；渗碳件渗碳层中的网状碳化物析出严重等，造成工件在后续磨削过程中产生磨削裂纹。
3、如果已产生磨削裂纹，如果未超过加工余量，可进行多次低温回火，去除磨削应力，再按正确的磨削加工方法加工，磨去裂纹深度进行挽救。
2）正确选择砂轮结构和硬度级别，以获得自由磨削效应。
3）陶瓷和金属作粘结剂的砂轮，适用于磨削热较高的场合；树脂粘结砂轮，适用磨削热较小的场合。脆性较大的粘结剂，磨粒容易脱落，有利于使砂轮保持锐利状态。
4）SiC磨料磨削钢和铁基耐热合金时，产生强烈的化学磨损，刚玉类磨料磨削钢时无此反应。相反，刚玉类磨料磨削玻璃、硅酸盐类陶瓷涂层时，会产生强烈的化学反应，SiC磨料无此反应。
2、冷却
磨削过程中，工件表面瞬间温度高达820℃，冷却不充分时，磨削产生的热量会使磨削表面薄层重新奥氏体化，随后在自身基体的激冷作用下，再次淬火为马氏体，表面层产生附加的组织应力，磨削是交替重复过程，累计的拉应力超过Байду номын сангаас件表面抗拉强度时，会产生龟裂或网状裂纹。
3、磨削过程中进刀量过大
磨削进刀量太大，温度剧烈升高，表层达到约300℃左右，则发生第二次收缩，产生第二种磨削裂纹；与磨削方向基本垂直的、有规则排列条状裂纹。如果局部严重磨削烧伤出现，则产生弧形裂纹。
4、磨料选择
砂轮磨料种类有刚玉、碳化硅、金刚石、氮化硼等，当选择的与工件不匹配时，会产生裂纹。
磨削裂纹的控制措施是：

磨削裂纹的形成与分析

磨削裂纹的形成：发动机上用的各种轴类零件如驱动轴、凸轮轴、曲轴、摇臂轴等在加工过程中需要热处理，但热处理后淬硬或经过渗碳淬火的轴类零件，在磨削过程中由于表面显微组织发生转变而形成大量的裂纹，即磨削裂纹。

下面就磨削裂纹的形成及特征加以阐述。

一、磨削裂纹的产生：（一）磨削裂纹的生成轴类零件在磨削过程中要产生大量的热量，这些热量只限于表面极薄的区域内，它足以使其表面温度达到800℃以上，而且升温极快。

如果磨削时冷却不够充分，将导致表面层的显微组织重新奥氏体化，并再次淬火成为马氏体。

因而使工件表面层产生极大的附加组织应力，同时由于表面温升极快，造成很大的热应力，当组织应力和热应力叠加超过了材料的强度极限时，被磨削的表面就会出现磨削裂纹。

（二）磨削裂纹形成的影响因素：1、组织结构所谓组织结构方面的影响因素有碳化物的形态与分布，残余奥氏体的数量以及非金属夹杂物。

显微组织中碳化物的形态、分布影响着磨削裂纹的生成，如果碳化物数量较多，颗粒较大，分布不均或集聚存在时，将明显地分割金属的基体，降低其强度。

尤其当以断续网状析出时，则会严重地削弱晶间结合力，明显地影响热传导，从而加剧磨削裂纹生成。

如果碳化物细小、分布均匀，则有利于分散磨削应力，从而减少生成磨削裂纹的机率。

零件磨削时显微组织中的残余奥氏体因受磨削热的影响必将发生分解，逐渐转变为马氏体，引起工件表面体积膨胀，而导致组织应力的产生，进而促进裂纹的形成。

因此，工件内部残余奥氏体量较高时，易于产生磨削裂纹。

2、热处理工艺经过淬火而不进行回火的轴件，对磨削裂纹的形成是非常敏感的。

因为磨削时产生的磨削热足以使表层淬火马氏体发生转变，碳化物析出，体积减少。

造成了工件表面与内部的比容差，引起较大的内应力，进而形成裂纹。

轴件有时回火不足，在磨削时也容易形成裂纹。

由此可见，对淬火后的零件必须进行充分地回火。

但是为了保证工件达到一定硬度的要求，回火温度不能任意提高。

因此必须采用合适的磨削工艺，使工件表面受热的温度不超过回火温度。

摆线齿轮磨削加工产生龟裂原因分析

比如现代钟表、仪表中就广泛地采用
摆线齿轮，而其变化形式——摆线针轮传动也获得越来越广泛的应用。
某厂采用ＧＣ１制造摆线齿ｒ５
接成网状，裂纹方向多与磨削方向
垂直。
磨削裂纹的成因
磨削裂纹是多种应力的叠加，
轮，加工工艺流程为：备料一锻造
一
尤其是拉应力的产物。磨削裂纹与
６左右Ｏ大干６２
将同样的材料经过同样的锻造一球化退火一粗加工之后，采用４０预０￣Ｃ热，８０保温１ｎ５￣Ｃ５油冷，ｍｉ随后加热到２０保温６ｍｎ２￣Ｃ，０ｉ空冷，其硬度达到规定要求５～２Ｒ，８６ＨＣ经磨削加工后表面未出现龟裂现象，这说明适当提
显微组织分析
针对以上原因分析，我们沿裂纹齿廓上取样，用金相显微镜进行微观组
织是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
织观察。金相组织为隐晶状马氏体＋碳化物＋残余奥氏体，奥氏体含量约为
１％，５超出规定的５％～１％允许值，０裂纹四周无脱碳现象，表面组织与心部
磨削应力和热处理应力密切相关。
球化退火一机械加工一淬火、低
温回火、喷丸一磨齿，要求热处理
后硬度定为５～６ＨＣ其尺寸如８２Ｒ，
图ｌ所示。
１．磨削应力
磨削过程实质是磨粒切削刃切
削金属的过程，刃具切削一样，与被
磨削的金属也经受了弹性变形、塑
图２
热处理工艺作了些改进。第一种方案：将回火温度提高到２０保温时间６ｒｎ２￣Ｃ，０ｉ。第二种方案：回火温度ａ不变，将保温时间延长到１０ｉ。２ｍｎ

热处理淬火裂纹和磨削裂纹

热处理淬火裂纹和磨削裂纹齿轮生产中常常产生淬火裂纹及磨削裂纹，最终导致产品报废，所以分析研究裂纹产生的原因、影响因素及其克服的办法是重要而有意义的。

1、淬火裂纹1.1 淬火裂纹的类型淬火裂纹的类型，或特征与淬火内应力密切相关（图1）。

图1 淬火裂纹类型及形成裂纹的内应力其中特别应指出的是最为常见的纵向裂纹和横向裂纹。

（1）纵向裂纹（见图中的左上）这类裂纹主要发生在淬透工件，以组织应力为主在表面形成拉应力，而且三向应力中切向应力大于轴向应力（图2）（2）横向裂纹（见图中的左上第二图）这类裂纹主要发生在未淬透工件，最终在表面形成压应力，而在层下相应存在一定的拉应力，而且三向应力中轴向应力大于切向应力（图3）1.2 淬火裂纹的裂面特征淬火裂纹的裂痕面无杂色。

水淬时可能有红锈斑，油淬时有油渍。

图3 含ω（C）1%，ω（V）0.2%钢圆柱试样（Ф18mm）自800℃水淬后未淬透的心部大小对残留应力的影响因为淬火裂纹发生在250℃以下（Ms点以下），因而裂痕面不会有氧化。

若裂痕面有氧化或脱碳，则应视为锻造裂纹，或淬火前就存在的裂纹，在淬火后加深、扩大。

1.3 淬火裂纹的影响因素（1）合金元素合金元素的影响见图4。

C、Cr、Mo及Mn元素含量到一定程度即易引起淬火裂纹，P是最强的影响元素。

（2）钢的淬透性图5是钢淬裂倾向与淬透性的关系，即随着淬透性的提高，淬裂倾向增大。

（3）钢的Ms点当钢材的Ms点大于320℃，几乎不产生淬火裂纹（图6），这是因为在比较高的温度发生的马氏体转变立即得到回火，组织应力被降低。

（4）淬火温度通常，淬火温度越高越容易产生裂纹，然而，此现象与淬火深度亦即工件大小有密切的关系。

从图7来分析三种情况：a、第Ⅰ区，小工件淬火温度越高，淬火裂纹越易发生。

这是因为小工件温度越高，心部越容易淬硬，组织应力型占主导，表面拉应力增大。

b、第Ⅱ区，大工件淬火温度越高，越不容易产生淬火裂纹，这是因为对大工件，心部淬不透，所以其温度越高，能淬硬的心部体积增大，硬度提高，使表面压应力降低，相应，过渡区的拉应力也下降。

热处理淬火裂纹和磨削裂纹

热处理淬火裂纹和磨削裂纹齿轮生产中常常产生淬火裂纹及磨削裂纹，最终导致产品报废，所以分析研究裂纹产生的原因、影响因素及其克服的办法是重要而有意义的。

1、淬火裂纹1.1 淬火裂纹的类型淬火裂纹的类型，或特征与淬火内应力密切相关（图1）。

图1 淬火裂纹类型及形成裂纹的内应力其中特别应指出的是最为常见的纵向裂纹和横向裂纹。

（1）纵向裂纹（见图中的左上）这类裂纹主要发生在淬透工件，以组织应力为主在表面形成拉应力，而且三向应力中切向应力大于轴向应力（图2）（2）横向裂纹（见图中的左上第二图）这类裂纹主要发生在未淬透工件，最终在表面形成压应力，而在层下相应存在一定的拉应力，而且三向应力中轴向应力大于切向应力（图3）1.2 淬火裂纹的裂面特征淬火裂纹的裂痕面无杂色。

水淬时可能有红锈斑，油淬时有油渍。

图3 含ω（C）1%，ω（V）0.2%钢圆柱试样（Ф18mm）自800℃水淬后未淬透的心部大小对残留应力的影响因为淬火裂纹发生在250℃以下（Ms点以下），因而裂痕面不会有氧化。

若裂痕面有氧化或脱碳，则应视为锻造裂纹，或淬火前就存在的裂纹，在淬火后加深、扩大。

1.3 淬火裂纹的影响因素（1）合金元素合金元素的影响见图4。

C、Cr、Mo及Mn元素含量到一定程度即易引起淬火裂纹，P是最强的影响元素。

（2）钢的淬透性图5是钢淬裂倾向与淬透性的关系，即随着淬透性的提高，淬裂倾向增大。

（3）钢的Ms点当钢材的Ms点大于320℃，几乎不产生淬火裂纹（图6），这是因为在比较高的温度发生的马氏体转变立即得到回火，组织应力被降低。

（4）淬火温度通常，淬火温度越高越容易产生裂纹，然而，此现象与淬火深度亦即工件大小有密切的关系。

从图7来分析三种情况：a、第Ⅰ区，小工件淬火温度越高，淬火裂纹越易发生。

这是因为小工件温度越高，心部越容易淬硬，组织应力型占主导，表面拉应力增大。

b、第Ⅱ区，大工件淬火温度越高，越不容易产生淬火裂纹，这是因为对大工件，心部淬不透，所以其温度越高，能淬硬的心部体积增大，硬度提高，使表面压应力降低，相应，过渡区的拉应力也下降。

磨削烧伤、磨削裂纹及控制措施

磨削烧伤、磨削裂纹及控制措施1、磨削烧伤磨削工件时，当工件表面层温度达到或超过金属材料的相变温度时，表层金属材料的金相组织将发生变化，表层显微硬度也相应变化，并伴随有残余应力产生，甚至消失微裂纹，同时消失彩色氧化膜，这种现象称磨削烧伤。

2、磨削裂纹一般状况下磨削表面多呈残余拉应力，磨削淬火钢、渗碳钢及硬质合金工件时，经常在垂直于磨削的方向上产生微小龟裂，严峻时进展成龟壳状微裂纹，有的裂纹不在工件外表面，而是在表面层下用肉眼根本无法发觉。

裂纹的方向常与磨削方向垂直或呈网状，并且与烧伤同时消失。

其危害是降低零件的疲惫强度，甚至消失早期低应力断裂。

3、磨削烧伤、磨削裂纹的掌握措施（1）正确选择砂轮为避开产生烧伤，应选择较软的砂轮。

选择具有肯定弹性的结合剂（如橡胶结合剂，树脂结合剂），也有助于避开烧伤现象的产生。

（2）合理选择磨削用量从减轻烧伤而同时又尽可能地保持较高的生产率考虑，在选择磨削用量时，应选用较大的工件速度vw和较小的磨削深度ap 。

（3）改善冷却条件① 采纳高压大流量法此法不但可以增加冷却作用，而且也增加了对砂轮的冲洗作用，使砂轮不易堵塞。

② 安装带空气挡板的喷嘴此法可以减轻高速回转砂轮表面处的高压附着气流作用，使磨削液能顺当喷注到磨削区。

③ 采纳磨削液雾化法或内冷却法采纳特地装置将磨削液雾化，使其带走大量磨削热，增加冷却效果；也可采纳内冷却砂轮，其工作原理如图所示。

经过严格过滤的磨削液由锥形套1经空心主轴法兰套2引入砂轮的中心腔3内，由于离心力的作用，磨削液经由砂轮内部有径向小孔的薄壁套4的孔隙甩出，直接浇注到磨削区。

图内冷却砂轮结构1－锥形盖2－主轴法兰套3－砂轮中心腔4－薄壁套。

浅谈磨削裂纹

技术讲座
铁道机车车辆工人第３期２１年３月０１
文章编号：０７— ０２２１）３— ０９一Ｏ１０６４（０１００２３
浅谈磨削裂纹
胡明忠（阳南车传动有限公司四川资阳６１０资４３１）
深度较深的特性。对于无法用肉眼观察的细小裂纹可以通过磁粉探伤和烧伤检测两种方式加以辨别，中烧伤检测可准确辨别出裂纹产生部位的磨其削烧伤状。一般磨削裂纹都是由于局部热应力过大，生较大的拉应力而产导致裂纹，烧伤检测可看出裂纹部位呈严重的烧伤痕迹。另外，齿面裂经对纹部位进行酸腐蚀检查也是一种可靠的检测方法。（）齿过程中诱发磨削裂纹的几种原因３磨
１原因分析
（）纹基本形态１裂
对所有磨裂齿面进行磁粉探伤检查，现裂纹呈线状分布，要有以下发主３种形式：裂纹自齿顶沿齿高呈短线型分布或长短线交替型分布， ① 长度在１ｍ之间，图１ａ所示；裂纹在节圆上部沿齿呈短线型分布，图～６ｍ如（） ② 如１ｂ所示；裂纹自齿顶至节圆上部呈碎密的网状分布，图１ｃ所示。（） ③ 如（）
生拉应力，种拉应力与热处理后的残余应力相叠加而形成了磨削裂纹。这
２预防措施

轴承磨削烧伤与裂纹鉴别、原因分析及预防

轴承零件磨削烧伤和裂纹的鉴别、原因分析及预防一.概述轴承套圈在磨加工中，由于磨粒对工件的切削、刻划和摩擦作用，使金属表面产生塑性变形，由工件内部金属分子间相对位移产生内摩擦而发热；砂轮切削时，相对于工件的速度很高，与工件表面产生剧烈的外摩擦而发热，又因为每颗磨料的切削都是瞬间的，其热量生成也在瞬间，又不能及时传散，所以在磨削区域的瞬时温度较高，一般可达到500～1200℃，如果散热措施不好，很容易造成工件表面的烧伤，在工件的表层（一般有几十微米几百微米）出现变质层，破坏了工件表面的组织，甚至出现肉眼可见的严重的烧伤。

酸洗后烧伤呈黑色，这种烧伤产生的温度在回火温度以上到临界点Ac1之间，大约在200℃~740℃之间。

低于轴承钢的回火温度不会产生烧伤。

二次淬火烧伤又称“白烧伤”，冷酸洗后烧伤呈亮白色，这种烧伤产生的温度范围在钢的临界点Ac1以上。

磨削烧伤在金属表层会产生很大应力，因而在烧伤处有时会出现裂纹，这种裂纹成为磨削裂纹。

通常情况下，磨削裂纹非常细小，肉眼观察无法发现，必须采用专用仪器才能将其区分。

磨削烧伤对轴承寿命影响非常大，有数据表明，有烧伤的轴承工作寿命仅为几小时到几十小时，仅为设计寿命的10%左右。

所以鉴别烧伤和裂纹，并采取有效措施减少或避免磨削烧伤和裂纹就显得尤为重要。

1、磨削烧伤和磨削裂纹的几种鉴别方法1.1冷酸洗法鉴别磨削烧伤滚子磨削烧伤用冷酸洗法鉴别，见图1和图2。

由图1a)可见，滚子经冷酸洗后，外径有暗黑色宽带，这些宽带是由于工件在磨削时产生的高温回火烧伤，马氏体组织发生分解，析出碳化物，使金属表面不耐腐蚀。

图1b)是回火烧伤的金相图。

图2为滚子端面在磨削时产生的二次淬火烧伤（箭头所指的白亮区）。

这种烧伤温度已经超过钢的临界点Ac1，大约在800℃以上。

原来的马氏体组织被重新加热转变成奥氏体，随后快冷被淬火。

在白亮区边缘被黑色带包围，这层黑色区属于高温回火烧伤区。

a)滚子磨削高温回火烧伤b)套圈磨削高温烧伤组织图图1高温回火烧伤1.2用显组织和显微硬度鉴别磨削烧伤用显微组织鉴别磨削二次淬火烧伤见图3,。

球墨铸铁曲轴感应淬火后磨削裂纹问题

一一
图１
２
（封闭网络状），其深度为０００５ｍ，如用酸腐．３～．ｍ
蚀，裂纹明显易见。
（）磨削裂纹在显微镜下观察，主要表现为穿２
晶而过，但也有沿着晶界延展的。
磨削裂纹，也可说是由表面二次淬火形成。如
的回火马氏体组织，轴颈表面出现的淬火马氏体组
织应当是在磨削时形成，而且只能是磨削时形成这样斑块的轮廓。由于磨削时操作不当，在磨削处产生了很高的温度，使得这些区域的组织奥氏体化，
图３解剖图１示有裂纹的曲轴样件，沿轴颈是所径向取样，低倍下观察轴颈表面的裂纹形貌，一些
表层相变区形成裂纹。
４磨削工序采取的措施．
磨削裂纹的产生是一种失效形式，是由磨削热所致，以降低磨削热是解决磨削裂纹的关键。所
图３
（）控制原始应力，淬火应力的存在应是造成１磨削裂纹的原因之一。从以上分析知道，产生磨削裂纹的根本原因在于淬火件的马氏体组织是一种膨胀状态，有应力存在，要减少和消除这种应力，即淬火后应马上进行充分回火处理，我们采取３曲轴的加工路线：铸造一正火一机加工一感
应淬火一回火一探伤一磨削。由表面至心部基体组

磨削裂纹的产生

磨削裂纹的产生：磨削时，当工件磨削表面的热应力大于工件材料的强度时，就会产生龟裂，即磨削裂纹。

它在工件表面成不规则的网状，其深度约为0.5mm。

产生裂纹的主要原因时受热而产生的热应力，部分也由于磨削热度使磨削表面产生残余应力而致裂。

它与工件材料性质（如化学成分，脆性，热处理组织）等有关。

一般来说，工件材料含碳量越高，脆性越大，就容易产生磨削裂纹。

简单介绍在生产中消除齿轮轴端面磨削炸纹的方法：1、调砂轮头架半度，使砂轮侧面与工件表面有半度夹角，利于散热。

2、把砂轮侧面修成凹形，使砂轮外圆最宽，减小接触面，也利于散热。

3、减小磨削断面的磨量，缩短加工时间。

4、操作时，手腕用力要柔，使砂轮缓慢接触工件表面，减小瞬间产生的较大磨削热。

5、合理选用冷却液，并充分浇注到磨削面上。

6、磨削完成时，注意光刀，这样即保尺寸，又不易出裂纹。

也应注意，天气冷暖，温度高低，热胀冷缩对裂纹产生也有着重大影响。

磨床安全操作规程：1、工作时要穿工作服，女工要戴安全帽，不能戴手套，夏天不得穿凉鞋进入车间。

2、应根据工件材料，硬度及磨削要求，合理选择砂轮。

一般60粒度。

新砂轮要用木锤轻敲检查有否裂纹，有裂纹的砂轮严禁使用。

3、安装砂轮时，在砂轮与法兰盘之间要垫衬纸，砂轮安装后要做两次静平衡。

（可说原因）4、砂轮最高工作速度应符合所用机床的使用要求。

高速磨床特别要注意校核，以防发生砂轮破裂事故。

5、开机前应检查磨床的机械、液压和电气等传动系统是否正常。

砂轮、卡盘、挡铁、砂轮罩壳等是否坚固，防护装置是否齐全。

启动砂轮时，人不应正对砂轮站立。

6、砂轮应经过2~5分钟空运装试验，确定正常时才能使用。

7、干磨的磨床在修整砂轮时要带口罩并开启吸尘器。

8、修整砂轮时，金刚笔轴线向下倾斜5°~10°，也就是笔尖要低于砂轮中心1~2mm。

以防金刚石振动面扎入砂轮。

9、不得在加工中测量。

测量工件尺寸时，要将砂轮退离工件。

10、磨削带有花键‘键槽等间断工件时，背吃刀量不得过大。

产生齿轮磨削裂纹的影响因素及措施

产生齿轮磨削裂纹的影响因素及措施摘要：采掘设备中所用齿轮为重载齿轮，为了提高齿轮承载力和耐磨性，通常轮齿采取渗碳淬火的热处理方式，再经过成型磨齿加工而成。

长期以来，在齿轮加工中存在一个突出的问题——磨削裂纹。

本文对产生齿轮磨削裂纹的影响因素及措施进行分析。

关键词：齿轮磨削；裂纹；影响因素；措施1齿轮磨削裂纹的形态特征磨削裂纹特有的征状是裂纹与磨削道痕相垂直，一般情况下磨削裂纹细、密、浅。

但在某些情况下（如深层渗碳的齿轮），在成型磨齿机上磨齿时，其磨削裂纹有会呈现出粗、深、长的特点，出现的磨削裂纹可能与磨削道痕平行分布。

在产生磨削裂纹的齿面必定伴随磨削烧伤，对产生磨削裂纹的齿面经4％硝酸酒精浸蚀后，由于回火烧伤而呈深黑色，此处硬度明显降低。

更严重的经浸蚀后在齿面黑色区域中间有白色区域，白色区域为磨削过程中产生再硬化（二次硬化），此处硬度很高。

2磨削裂纹的形成对于渗碳淬火硬齿面齿轮，产生磨削裂纹的主要原因是热应力和组织应力在齿面表层上瞬时剧烈变化，造成表面组织内应力不平衡。

（1）磨齿裂纹形成的内因是齿轮的渗碳淬火质量。

齿轮在渗碳淬火过程中，在渗碳层中易形成网状和过多游离碳化物。

这些物质硬度极高，磨削过程中磨削区的温度剧增，容易出现局部过热导致表面回火，使齿轮内部金相组织发生变化。

（2）磨齿裂纹形成的外因成型磨齿产生的热应力。

磨削过程会产生的大量热量，部分被冷却液带走，部分被传入齿轮齿面的浅表层内，并使浅表层温度快速升高。

超过原始回火温度，即会导致回火烧伤。

在磨削工况发生较严重异常时（比如变形较大或磨削进给量大等），齿面温度甚至达到相变温度，经冷却液冷激而导致二次淬火，形成严重的淬火烧伤，严重时会形成磨削裂纹。

3产生齿轮磨削裂纹的影响因素3.1首次磨齿切削量成型磨齿一般采用双面磨削，加工前由于留有磨量且热处理过程会有变形，由于机床对中时所测磨削余量不准确，造成首次切削量比较大，导致磨齿过程齿面热急增，引起齿面表层回火或二次淬火。

解决平面磨削产生的磨削裂纹现象方法

解决平面磨削产生的磨削裂纹现象方法平面磨削产生的磨削裂纹（黑色碎点），并不是蓦地裂天形成的，而是零星地显现于工件表面。

虽说磨削裂纹，但新手还是难以辨别的。

用特别药品处理的磨削液裂纹并不深，一般深度只有0.05～0.25mm.磨削裂纹产生的原因可能有以下几种：工件有表层内应力超过了断裂的极限，即工件由于以前加工磨削或热处理而在表层残留有机械应力和热应力。

由于磨削时磨掉了这刚刚好能保持平衡的应力，导致其残余应力超过了工件的强度，由些便产生了磨削裂纹。

在全部原因中，“由磨削产生裂纹”是问题的关键所在。

最大的问题就是磨削热产生的应力。

由于磨削热，工件表面的局部温度快速上升，这个会进行回火或者其他热处理。

由于内部结构的变化和表面的收缩，而在拉应力的作用下产生了裂纹。

1、砂轮的进给量和残余应力之间关系的例子。

①拉应力随着砂轮的进给气力的加添会渐渐变大，渐渐接近工件材料的抗拉强度。

一旦超过工件材料的抗拉强度时便会产生裂纹。

②压应力不会变化太大，由于刻度和试验条件的不同所以无法进行比较，但是几乎不变的是背吃刀量为0.05mm的时候，残留的拉应力最大，即使切得再深残留拉应力也不会大太大了。

一般认为这是磨粒落的原因。

2、通过更改砂轮的进给量，测量磨削后残余应力的一个例子。

①砂轮的进给量越大，残余应力存在的深度越深。

②表面的残余应力作为拉应力在作用磨削方向的同时，还可以以压力的形式作用于磨削方向的垂直方向，而且向内部越深，应力便会急剧削减。

③作用于沿磨削方向和垂直方向时，先变成压应力而后蓦地变成与磨削方向一致的拉应力。

当达到最大值时渐渐削减，最后成为微小的压应力。

砂轮的硬度和残留拉就力的关系，硬度在G、H、I、J之间，硬度越高，残留的残余应力也就越大。

砂轮的速度（圆周速度）对残余应力的影响。

转速（圆周速度）一旦超过去1500m/min,残余应力就会急剧加大。

此外，由于工件的材料不同也有易发生磨削裂纹和不易发生磨削裂纹的差别。

磨削烧伤、工件裂纹

磨削烧伤1. 磨削烧伤的分类磨削时，由于磨削区域的瞬时高温（一般为900－1500℃）形成零件层组织发生局部变化，并在表面的某些部分出现氧化变色，这种现象称为磨削烧伤。

磨削烧伤对零件质量性能影响很大，在实际加工过程中应尽量避免。

磨削烧伤有多种不同的分类方法。

根据烧伤外观不同，可分为全面烧伤（整个表面被烧伤）、斑状烧伤（表面上出现分散的烧伤斑点）、均匀线条状烧伤、周期线条状烧伤；按表层显微组织的变化可分为回火烧伤、淬火回火烧伤；还可根据烧伤深度分为浅烧伤(烧伤厚度＜0.05mm)、中等烧伤(烧伤层厚度在0.005~0.01mm之间)、深度烧伤(烧伤层厚度＞0.01mm)。

在生产中，最常见的是均匀的或周期的线条状烧伤。

由于在磨削烧伤产生时往往伴有表面氧化作用，而在零件表面生成氧化膜。

又因为氧化膜的厚度不同而使其反射光线的干涉状态不同；因此呈现出多种颜色。

所以，人们通常用磨削表面的颜色来判断烧伤的程度。

对钢件来说，随烧伤的加强，颜色一般呈现白、黄、褐、紫、兰(青)的变化。

不同磨削深度下，加工表面的烧伤颜色和氧化膜厚度。

值得注意的是：烧伤颜色仅反映了较严重的烧伤现象，而当零件表面颜色不变时，其表面组织也可能已发生了烧伤变化，这类烧伤通常不易鉴别，所以对零件使用性能危害更大。

目前，人们为了更好地控制烧伤的程度，已根据表面组织的变化时烧伤进行了分级，一般从0-8共分九级，其中，0级最轻，8级烧伤最严重。

1.烧伤产生机理轴承套圈在磨加工中，由于磨粒对工件的切削、刻划和摩擦作用，使金属表面产生塑性变形，由工件内部金属分子间相对位移产生内摩擦而发热；砂轮切削时，相对于工件的速度很高，与工件表面产生剧烈的外摩擦而发热，又因为每颗磨料的切削都是瞬间的，其热量生成也在瞬间，又不能及时传散，所以在磨削区域的瞬时温度较高，一般可达到800～1500℃，如果散热措施不好，很容易造成工件表面的烧伤，也就是在工件的表层（一般有几十微米到击败微米）发生二次淬火及高温回火，破坏了工件表面的组织，肉眼可以看出严重的烧伤。