磨削裂纹的形成与分析
中频淬火凸轮轴磨削裂纹产生原因及对策
中频淬火凸轮轴磨削裂纹产生原因及对策林柏春魏国芳【摘要】对球墨铸铁中频淬火凸轮轴磨削裂纹产生的原因进行了分析。
认为磨削工艺不当，产生了过高的磨削热，使凸轮浅表层组织回火过度，硬度大幅下降，从而产生极大的拉应力是磨削裂纹产生的主要原因。
采取对策后取得了较满意的效果。
关键词：凸轮轴磨削热回火过度残余应力磨削裂纹Cause of Grinding Cracks on Medium FrequencyInduction Hardened Cam Shaft and CountermeasureLin Baichum，Wei Guofang （Changzhou Diesel Co．，Ltd．，Changzhou213002）【Abstract】The cause of the grinding crack on medium frequency induction hardened cam shaft made of spheroidal cast iron was analyzed．It was found that the grinding process was unsuitable，thus too much grinding heat was produced and near surface zone of the cam shaft was overtempered，which resulted in very high residual tensile stress and drop in hardness in this zone．Those are the main causes of the grindi gcracks．Proper countermeasures were adopted and quite satisfying effects were obtained．Key words：cam shaft，grinding heat，overtempering，residual stress，grinding cracks1 前言我厂S195柴油机凸轮轴材料为QT600-3（稀土-镁球墨铸铁），热处理技术要求：正火后珠光体量≥75%，碳化物＋磷共晶总量＜5%，凸轮表面中频淬火后硬度达到45～50HRC，淬硬层深度1.5～4.5mm，淬硬层表面组织3～6级。
磨削裂纹产生原因及预防措施
技术讲座二磨削裂纹产生机理与防止措施1 磨削裂纹的特征磨削裂纹形状特别，仅发生在磨削面上,与淬火裂纹在宏观上观察明显不同，且磨削裂纹深度较浅。
较轻的磨削裂纹垂直于或接近垂直于磨削方向呈平行分布，称之为第Ⅰ类裂纹。
较严重的裂纹呈龟甲状,称之为第Ⅱ类裂纹，习惯上叫做龟裂。
其深度大致为0.03-0.20mm。
用酸浸蚀后裂纹更加明显易见。
2 磨削裂纹的产生机理磨削裂纹的产生皆由内部应力诱发所致，磨削裂纹产生的主要原因是磨削热引起的。
工件磨削时磨削接触区温度高达400℃，磨削接触点的温度更是高达800℃以上。
磨削热导致工件表面产生热应力和组织相变而引起体积变化的相变应力。
渗碳淬火钢的表面组织是高碳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)；磨削热尤其是砂轮和工件接触区的高热会迅速使接触区表面温度升高，当表面温度升高到100℃～200℃左右离开接触区被冷却液迅速冷却时，必然将产生收缩，这是第一次收缩。
这种收缩仅发生在表面，由于其基体马氏体仍处于膨胀状态，从而使表面层承受拉应力而产生微裂纹，这就是第Ⅰ类裂纹。
随着磨削加工的继续当表面温度升至300℃～400℃时，表面层发生相引起变体积缩小，导致表面再次产生收缩，从而产生第Ⅱ类裂纹。
由于马氏体的膨胀收缩是随着钢中含碳量的增加而增大，故渗碳淬火钢（高碳工具钢）表面产生磨削裂纹尤为严重和常见。
渗碳淬火工件表面的残余奥氏体，在磨削时受磨削热的影响即发生分解，逐渐转变为马氏体，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，继续磨削也容易加速磨削裂纹的产生。
另一方面，在磨床上磨削工件时，对工件既是压力，又是拉力，助长了磨削裂纹的形成。
如果在磨削时冷却不充分，则由于磨削而产生的热量，足以使磨削表面薄层重新奥氏体化（727℃以上），随后再次淬火转变为淬火马氏体。
砂轮磨削出现裂纹的原因
砂轮磨削出现裂纹的原因砂轮是一种常用的磨削工具，广泛应用于金属加工、石材加工、木材加工等领域。
然而，在使用过程中，我们有时会发现砂轮出现裂纹的情况。
那么，究竟是什么原因导致了砂轮的裂纹呢？一、材料质量问题砂轮的制作材料通常为树脂、陶瓷、金刚石等，而材料的质量直接影响着砂轮的使用寿命和性能。
如果砂轮的材料质量不合格，例如材料中含有太多的空隙或夹杂物，会导致砂轮在磨削过程中产生裂纹。
此外，材料的硬度和韧性也是影响砂轮裂纹的重要因素。
如果砂轮材料过硬或过脆，容易在受力时发生断裂。
二、磨削过程中的过热砂轮在磨削过程中会产生大量的热量，如果磨削速度过快或过大，或者润滑条件不佳，都会导致砂轮过热。
过热会使砂轮的材料发生热膨胀，从而造成砂轮表面的应力集中。
如果砂轮表面的温度超过了其耐热温度，就会导致砂轮出现裂纹。
三、过度磨损砂轮在长时间的使用中会逐渐磨损，如果不及时更换砂轮，使用过度磨损的砂轮进行磨削，也容易导致砂轮裂纹的产生。
因为砂轮的强度会随着磨损而下降，当砂轮的剩余厚度不足时，承受的力就会超过其承载能力，从而引发裂纹。
四、磨削过程中的外力作用在砂轮磨削过程中，如果受到外力的作用，例如磨削时与工件相撞或受到冲击，都会导致砂轮出现裂纹。
此外，如果砂轮的安装不牢固，或者使用不当，也会增加砂轮受到外力破坏的风险。
五、砂轮的储存和保养问题砂轮在储存和保养过程中，如果受到潮湿、高温、腐蚀性气体等环境的影响，会使砂轮的材料发生变化，从而影响砂轮的性能和寿命。
特别是对于树脂砂轮来说，如果长时间暴露在潮湿环境中，树脂会吸湿，导致砂轮易裂。
砂轮磨削出现裂纹的原因主要包括材料质量问题、磨削过程中的过热、过度磨损、磨削过程中的外力作用以及砂轮的储存和保养问题。
为了减少砂轮裂纹的发生，我们应该选择质量可靠的砂轮，并根据实际情况选择适当的磨削参数。
在磨削过程中，要注意控制磨削速度和润滑条件，避免砂轮过热。
此外，定期检查砂轮的磨损情况，及时更换磨损严重的砂轮。
陶瓷材料磨削裂纹成因分析
万方数据第５期周志雄等：陶瓷材料磨削裂纹成因分析一１０９一区时，作用其上的载荷也逐渐减少，在这个显微塑变及其产生的残余应力的作用下，沿径向裂纹的横向出现横向裂纹，并延伸至材料表面形成裂纹区的断裂从基本剥落【２］。
２．３疲劳裂纹的扩展动力对于弹塑性陶瓷材料而言，疲劳裂纹的扩展不是一个连续过程，而是一个钝化启裂与稳定扩展交替进行的过程。
疲劳裂纹的扩展，实际上是裂尖局部区域即断裂过程区内材料的不断分离。
因此，它首先必须满足切断裂尖原子或分子结合的条件，另外，裂纹的稳定扩展除受裂尖前缘局部条件控制外，还受裂尖前端耗散区能流的全局状态控制。
随着裂纹的扩展，一些输入能量转变成储存在弹性卸载区内的残余应力能；一些因发热和材料的再组织而被耗散；其余则转变为材料的表面能。
２．４磨削热裂纹的扩展动力由于陶瓷的散热能力差，即使磨削时使用冷却液进行冷却；磨削区的显微塑变和摩擦会在磨削表面引起很高的磨削温度。
由此在表面产生的热压应力为毋，，且有毋，＝竺｛掣。
当这ｐ部分热影响区的表面冷却，不可恢复的表面塑性变形将产生残余拉应力∞ｒ，以ｒｍ盯ｓｒ如果达到材料的断裂极限，磨削表面就产生热裂纹。
该微裂纹与磨痕方向没有确定的取向关系。
裂纹的主要形式有：表面尺寸较小，向次表面延伸较深的压痕效应；表面尺寸较大的细长网状热裂纹；沿晶粒扩展的晶界间隙裂纹；不连续显微塑变裂纹。
３实验结果及分析王西彬等在常用磨削用量条件下得到以下ＳＥＭ观测结果【４】：３．１２Ｙ—ＰＳｚ的磨削热裂纹（如图２）部分稳定相变增韧ｚ曲：陶瓷２Ｙ—ＰＳＺ的晶粒细小，含有较高的亚稳态四方相ｔ’（ｃ＋￡’含量达４５％），具有良好的增韧效果，在实验陶瓷中断裂韧性‰值较大，强度盯ｓ较高，磨削表面平整光滑，为典型的显微塑变磨削特征。
没有发现明显的径向裂纹和不连续显微塑变裂纹。
当磨削速度提高到３０ｍ／ｓ时。
磨削温度升高，在光整的磨痕周围会出现如图所示的裂纹，是一种典型的磨削热裂纹。
平面磨床磨削工件表面纹路产生的原因
平面磨床磨削工件表面纹路产生的原因平面磨床是一种经典的金属加工设备，能够高效、精密地处理各种形状的工件。
然而，磨削工件表面会产生一定的纹路，影响工件的美观度和功能性。
本文将探讨平面磨床磨削工件表面纹路产生的原因，并探讨如何减小或消除这种影响。
首先，平面磨床的磨削过程本身就是一个破坏性的过程，需要加入一定的摩擦力和磨料，以便磨削掉工件表面的不平整部分。
这一过程会在工件表面留下一定的痕迹和纹路，这些痕迹和纹路即为工件表面的纹路。
其次，削切参数的不同也可能导致工件表面纹路的产生。
如切削深度、进给速度、磨料种类和磨轮转速等参数的不同会使磨削质量产生差异，从而产生表面纹路。
特别是当切削深度比较大或磨轮转速较大时，更容易产生明显的表面纹路。
此外，工件材料的不同也是有可能造成表面纹路的产生的原因之一。
对于硬度较高的工件材料，其表面容易产生显著的裂痕、屑痕、微裂纹等，这都会在磨削过程中表现为表面纹路。
怎样减小或消除平面磨床磨削工件表面纹路的影响呢？其一是选择合适的削切参数。
掌握恰当的进给速度、磨轮转速、补偿和修磨等参数，可减轻磨削过程的破坏性，从而减小表面纹路的产生。
其二是使用更优质的磨料和磨轮，在磨削过程中能够更好地磨削掉工件表面的不平整部分，减小表面纹路的产生。
其三是使用高精度平面磨床，对后续纹路处理有一定帮助。
总之，平面磨床磨削工件表面纹路的形成原因多种多样，从摩擦力到参数选择、磨料质量的选择，以及工件材料的硬度等各个方面都需要注意。
合适的削切参数和优质的磨削设备是减小或消除表面纹路的重要保证。
除了上述措施，还有一些其他的方式可以减小或消除平面磨床磨削工件表面纹路的影响。
第一种方法是使用合适的夹具，以便充分支撑和固定工件。
如果工件不稳定或夹具不够坚固，就会在磨削过程中导致工件表面的晃动或震动，从而产生表面纹路。
第二种方法是通过调整磨削方向来减少表面纹路的产生。
如在相邻的两次磨削中，更改磨削方向以避免重复的磨削路径，这样能够减轻表面纹路的产生。
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。
浅析整体硬质合金刀具磨削裂纹的产生及其工艺改进措施
引 言
高效率 高精度硬质合 金刀具是一种 以高性能硬质合金材料
１ ． ３ 砂轮原 因
整体硬质合金刀具磨刃过程 中， 砂轮 的线速 度和径 向进给量
砂轮硬度越高 、 粒度越细 、 磨损得越厉害 ， 都使磨削温度升 为基础的精密刀具 ，是钨材 料产业链 中技术 含量和 附加价值最 越 大， 高得很快， 则越容 易使硬质合金 刀具产生磨削裂纹及磨 削烧伤 。 高的产品之一， 也 是 支 持 先 进 加 工 制造 技术 发 展 的关 键 工 具 。因 砂轮修整 不合格 ， 工作表 面产生较大 的跳 动 ， 或者在 进行 为硬 质 合 金 刀 具 有 比较 大 的脆 性 ， 容易发生裂纹现象 ， 所 以 必 须 此 外 ， 刃磨时振动过于猛烈 ，那么硬质合金 刀具就很容易产生崩刃等 在刀刃磨削的过程 中注意控 制温度 ，并且选 择合适的砂轮 以及
金磨削表面 的瞬 时温度会 达到很高 ，在温度 的快速增长 下将 导 要求相对较高的加工场合很难进行运用 。使用晶须增韧补强技
致热变形 的产 生。此 外， 又 因为硬 质合金 的抗弯 强度 比较低 ， 有 术可 以对这个 问题进行有效 的解 决。在硬质合金刀具材料 中加 很大的刚性模量 ， 在正常温度 下根 本没有塑性 ， 无法通过 自身的 入晶须能对裂纹扩展 的能量进行 吸收，吸收能量的大小决定于 塑 性 变 形 来 消 除热 应 力 ， 因而 在 磨 削 热 的 作 用 下 ， 将 使 得 硬 质 合 晶须与基体的结合状 态 。晶须增韧补强技术 能全 面提高整体硬 金刀具的磨削表面产 生局 部热应力值高 于硬 质合金 自身 的强度 质合金刀具材料的硬度、 韧性等综合性能。 极限， 从 而 导 致 裂 纹 的产 生 。 ２ ． １ ． １ 晶须 的 选 用及 添加 方 式
凸轮表面磨削裂纹的产生及预防措施
界
凸轮表 面磨 削裂纹 的产 生及 预 防措施
摘要 ：凸轮轴生 产线 中凸轮 的加 工 由粗 、精磨 两道 工序完成 。在磨 削时 ，若选 择不适 当的工艺
条件 ，便会在 凸轮表面 上 出现裂纹 。一般００ ～ ．０ ｍｍ的裂 纹将严 重影响 凸轮轴 的疲 劳强度 ，在 ．５ ０ １
行 磨 削 （ １）。 产 生 的磨 削热 传 给 磨 屑 的 数 量 较 图 少 ，一般 约 为４ ，传 给 砂 轮 的热 量 为 １ ％左 右 ，而 ％ ２
砂 轮
８ ％ 左 右 的 热量 将传 入 工件 。 由于 在 很短 时 间 内有 ４ 大 量 热 传 给 工 件 ，其 受 热 面 积 又 很 小 ，故 热 量 相 当 集 中 ，以致 磨 削 区温 度 可达 ８ ０ １０ ０ ｏ 或 更 高 。 ０ — ０ ｃ 磨 削 过 程 中 ， 凸 轮 表 面 温 度 急 剧 上 升 后 又 迅 速 下 降 ，导 致 凸轮 表 层 急剧 热 胀 冷 缩 ， 因而 产 生 较 大 的 残 余 应 力 。 当残 余 拉 应 力超 过 凸轮 的 强 度 极 限时 ， 凸 轮表 面 就会 产 生 裂纹 。 磨 削 中产 生 的各种 磨 削热 使 凸轮 处在 过热 之 中。 过 热 会使 凸轮表 面 发生 金相 组织 转 变 ，而 凸轮 表面 金 相 组织 的转 变是产 生磨 削 裂纹 的主 要原 因。
关键 词 ：凸轮 磨 削裂纹 磨削热
中图分类号 ：Ｕ ６ ．３ ． ．６ ４ ４ １ ４ ０ １
文献标 识码 ：Ｂ
■
哈 尔滨 东安 汽车 动 力股份 有 限公 司 王
伟 马 明杰 苏志宇
保
利
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。
大型穿孔机减速机齿轮磨削裂纹分析与对策
张瑞飞 丁 军
（ 中冶 京诚 工程 技 术 有 限公 司轧 钢 工程 技 术 所 ， 京 １ ０ ７ 北 ０ １ ６）
摘要 ： 文章针对某工程穿孔机减速机 １Ｃ Ｎｉ ６ ７ ｒ Ｍｏ 渗碳 淬火齿轮在磨齿过程 中容易产生磨 削裂纹而报废的现 象，通过对其热处理过程中的组织变化和表层应力的消除方法，机加工过程中的磨削参数选择、砂轮的选 择 、磨 削液 的选择 等进行 分析 ，从磨 削过 程 中磨 削热 、磨 削力、齿 面应 力状 态及 磨 削之前 的渗碳 淬 火工序 方 面阐述裂纹产生的原因，并提 出从磨削工艺上降低磨削温度、从淬火处理上改善齿轮表 面应力状态等措施，
部分积存 于此 ，使齿面具有很高的温度 。对 于已淬火 齿轮，若磨削区温度超过 了相变温 度，再加上冷却液
３ ．网状碳化 物 ，碳化物 是脆性相 ，对磨削拉应 力敏感容易产 生磨削裂纹 。网状碳化物造成的磨削裂
纹为龟裂状。 可见 ，热处理渗碳淬火工艺是否合理及后继的回
的急冷作用，表层金属会 出现二次淬火马氏体组织 ， 硬度 比原来的回火马氏体高 ，并产生拉伸 残余应 力；
图 ２ 齿轮 的齿根 裂纹缺陷 图 ３ 齿轮 的齿根裂纹缺 陷 （ 中部 ） （ 端部 ）
（ 零件 的材料 问题 一） １ ．零件未 回火或回火不足 ，有大量淬火态 的马 氏体。淬火态 马氏体强度高，脆性大 ，对磨削拉应力 敏感，容易产生磨削裂纹 。
２ １ １ Ｏ中阉 新技 １ １ ０ １ ｌ 高 扣企 ０
如图 １ 某制造厂 生产 的穿孔机减速 机齿轮 ，在 为
安装 时发现 齿根 裂纹 问题 。齿轮 的模 数２ ，材料 为 ４
２ ．零件残余奥 氏体量较 大，在４ ％ ５ 以上 。残 余奥 氏体不稳 定，极 易转化 为淬火马 氏体 ，对磨削裂 纹的
渗碳凸轮轴磨削裂纹的工艺分析
…
∞
。
渗 碳 凸轮 轴 磨 削 裂 纹 的 工 艺分 析
中国北车集 团大连机车车辆有 限公 司 （ 辽宁 １６２ ） 郭桂林 １０ １
在磨 削经渗碳淬火处理 后的钢件 中，较为常见 的质 量问题就是磨削裂纹。我们在磨削 １ Ｖ ６ Ｈ型柴油机 凸 ６ ２５ 轮轴过程 中，碰到了批量的裂纹 问题 。在第一批 裂纹统 计中 ，共磨削 凸轮轴 ２ ９根 ，其 中轴颈 裂纹 ２根 ，凸轮 裂纹 １ 根 ，废 品率 高达 ４ ． ％ ，因此找 出裂纹原 因及 １ ４５ 采取相应的预防措施已显得刻不容缓 。
图 １ ２５凸轮轴结构形状 ６
磨 削中发现的 网状裂纹 ，主要来 自于工件渗碳 后的
（ ） 材 料 及 主 要 技 术 指 标 凸 轮 轴 材 料 为 １
２ ＣＭ Ｔ，毛坯经锻造 而成 ，主轴颈和 凸轮表面必须进 ０ ｒｎ ｉ
冷却过程 中产生了层带状组织 。其渗碳 层在一定速度 冷 却下 ，会 出现局部过冷奥 氏体不分 解 ，而在 Ｍｓ 以下 点
图 ２ 图 ３
凸轮轴单节有 １ 凸轮。②两 凸轮之 间间距较 小 ，其 ２个
３ ．凸轮磨削裂纹产生的原因分析
磨削裂纹虽然产生在磨 削工 序中 ， 查找原 因时绝 但
不能仅 仅 限于该 工 序 ，特别 是渗 碳淬 火 类零 件 ，在渗 碳 、淬火和磨削各 工序 中都有可能导致裂纹 。
程中 ，渗层 内都具有相同而复杂的层带状 显微组织 ，由
表及里依 次出现两个厚度不 等的组织层次 ，它们分 别是
０ ５ｘ ．ｔ ｍ，成品探伤后各 凸轮表面和主轴颈不允许有裂纹 。 （ ）主要工 艺过程 ２ 淬火一磨凸轮一探 伤。 粗车一铣 凸轮一渗碳一精车一
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,。
磨削裂纹产生和解决方法
磨削裂纹产生和解决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。
感应淬火曲轴磨削裂纹原因分析
感应淬火曲轴磨削裂纹原因分析摘要：淬火曲轴作为发动机的核心部件之一，其质量和可靠性直接影响汽车的安全性和性能。
曲轴的磨削过程是其制造过程中的重要环节之一，但在磨削过程中常常出现裂纹现象，大大降低了曲轴的质量和寿命。
本文通过对淬火曲轴磨削裂纹的原因分析，旨在为曲轴生产厂家提供技术参考和改进方向，进一步提高淬火曲轴的质量和可靠性。
关键词：淬火曲轴；磨削；裂纹；原因分析正文：一、淬火曲轴磨削裂纹的原因在磨削淬火曲轴的过程中，裂纹是经常出现的一种质量问题。
其原因主要有以下几个方面：1.材料质量问题淬火曲轴的材料通常采用高强度钢材，但由于制造过程中的管制不够严格，很容易出现材料的强度、硬度不一致的情况，从而导致曲轴表面的磨削裂纹问题。
2.磨削工艺问题磨削淬火曲轴需要考虑到工艺的严谨性和合理性，如果磨削速度过快，磨削力度过大，很容易引起曲轴表面的变形和热裂纹；同时磨削过程中必须保证润滑剂充足，否则会因为摩擦产生高温而导致热裂纹。
3.工艺温度不合适淬火曲轴的磨削需要在特定的温度环境下进行，如果温度过高或者过低，都会导致材料的变形和热裂纹。
二、解决淬火曲轴磨削裂纹的措施磨削淬火曲轴时出现裂纹问题，不利于提高曲轴的质量和可靠性，因此有必要采取相应的措施来解决。
在实践中，可以采用以下方法：1.材料选择和管制生产厂家需要对材料进行选择和管制，确保曲轴的材料质量达标，硬度、强度等参数的一致性和稳定性。
2.改进磨削工艺厂家需要对磨削工艺进行改进，严格控制磨削速度、力度和润滑剂的充足性，避免产生高温而导致热裂纹。
3.控制磨削温度生产厂家需要对磨削温度进行严格控制，避免温度过高或过低而产生变形和热裂纹。
三、结论淬火曲轴作为发动机的核心部件之一，其质量和可靠性直接影响汽车的安全性和性能。
磨削淬火曲轴时出现裂纹问题，严重降低了曲轴的质量和寿命。
通过对淬火曲轴磨削裂纹原因的分析和解决方法的探讨，可以为曲轴生产厂家提供一定的技术参考和改进方向，进一步提高淬火曲轴的质量和可靠性。
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 ００ ０ ５ ｍ，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
渗碳淬火齿轮产生磨削裂纹原因分析及其预防措施
渗碳 淬 火齿 轮产 生磨 削 裂纹原 因分 析及 其预 防措 施
马轶 群 任 玉灿 肖 溪
河 北 建 筑 工 程学 院
摘
要
通过 对磨 削裂纹形成原 因的分析 ， 出磨 削裂纹 的产生主要 是工件 不 良组 织形 态在 得
磨 削热的作 用下 ， 余应 力与 热 应 力相 互 作 用 的 结 果 ， 归 纳 出防 止产 生齿轮 磨 削 裂纹 的 残 并
果柔 和的 ２ ０号机 油作为 冷却液． （） ７ 砂轮 的修 整． 砂轮修 整 的越 粗在 磨 削过 程 中散热 情况 越好 ， 砂轮 砂 粒间 也不 易堵 塞 ， 有效 降 可 低磨 削热 ， 防止磨 裂 ． 但砂 轮表 面太粗糙 不 能保 证 齿 面 的粗糙 度 ， 以在磨 削过 程 中可将 粗 、 所 精磨 分 开
措施 ．
关键词
磨 削裂纹 ； 因分析 ； 原 措施
中图号 Ｔ ３ Ｈ１ 齿轮在 机械行业 中 占有举 足轻重 的位置 ， 有不可 替代 的作 用． 具 随着机 械行 业 的发展 ， 对齿 轮 的加
工质量提 出了更高 的要求 ， 中渗碳齿 轮在齿轮 生产 中 占有 相 当大的 比重 ． 是渗碳齿 轮在加工过 程 中 ・ 其 但 较为突 出的技 术难题 就是磨 削裂纹 的产生 ， 通过 生产实践 和查 阅有 关资料 ， 对齿轮裂 纹的成 因进行 分 并 析， 摸索 出一些预 防与消除裂 纹的方法 ．
的正常组织 形态 ， 预防裂纹 产生． 可 当工 件残余 奥氏体过 多 ， 在磨 削条 件较差 时 ， 磨削热使 残余奥 氏体 向 马 氏体转 变 ， 氏体遇 热分解 ． 氏体 遇热分解体 积先 膨胀后 收缩 ， 马 马 造成 表面 开裂 ， 由此形 成裂 纹． ） ２ 热 处理 回火不足． 削时工件 中残 留奥 氏体 在 ２０Ｃ ＿０ ｑ 组织 转 变为 二 次淬火 组 织 ， 体 积膨 大 ， 磨 ０ ￣－３０Ｃ， 其 形 成内应力 ． 为此应尽 可能提高 回火温度避 免裂纹 的产生 ．
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。
砂轮磨削出现裂纹的原因
砂轮磨削出现裂纹的原因砂轮是一种常用的磨削工具，广泛应用于机械加工、金属加工等领域。
然而，在实际应用中，我们有时会发现砂轮磨削时出现裂纹的情况，这不仅会降低砂轮的使用寿命，还会对工件的加工质量造成影响。
本文将从多个方面探讨砂轮磨削出现裂纹的原因。
砂轮材料的质量问题是导致砂轮磨削出现裂纹的一个重要原因。
砂轮一般由磨料、结合剂和孔道三部分组成。
磨料的质量直接关系到砂轮的磨削效果和寿命。
如果磨料中存在杂质或颗粒分布不均匀，就容易导致砂轮在使用过程中出现裂纹。
此外，结合剂的选择和配比也会对砂轮的质量产生重要影响。
结合剂过硬或过软都会导致砂轮裂纹的发生。
因此，在选择砂轮时，应选择质量可靠的产品，确保砂轮材料的质量符合要求。
使用过程中的操作不当也是砂轮磨削出现裂纹的一个重要原因。
操作人员在使用砂轮时，如果施加过大的压力或过快的磨削速度，就容易导致砂轮过热，从而引发砂轮裂纹。
此外，如果操作人员使用过程中频繁地改变砂轮的切削方向，也会增加砂轮裂纹的风险。
因此，在使用砂轮时，应严格按照操作规程进行操作，确保操作的稳定性和规范性。
砂轮的使用环境也会对其产生影响。
砂轮在高温、潮湿或腐蚀性环境下使用，都容易导致砂轮表面产生裂纹。
高温会使得砂轮结合剂变得脆性，失去原有的强度和韧性，从而容易出现裂纹。
潮湿环境会使砂轮的磨料松动，从而增加砂轮裂纹的风险。
腐蚀性环境中的化学物质会侵蚀砂轮表面，导致砂轮强度降低，容易发生裂纹。
因此，在使用砂轮时，要注意避免将砂轮暴露在恶劣的环境中，选择合适的使用条件。
砂轮的维护保养也是避免砂轮裂纹的重要措施。
砂轮在使用过程中，由于磨削时产生的热量和金属屑的堆积，会使砂轮表面堆积灰尘和金属屑，影响砂轮的正常使用。
如果不及时清理砂轮表面的污物，就会增加砂轮在使用过程中产生裂纹的风险。
此外，砂轮的存放也需要注意，在存放过程中，要避免砂轮受到外力的挤压或碰撞，以免造成裂纹。
砂轮磨削出现裂纹的原因主要包括砂轮材料质量问题、操作不当、使用环境和维护保养等多个方面。
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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。
3、磨削工艺磨削工艺的影响是很复杂的，影响因素很多，它是使工件表面形成磨削裂纹的主要原因。
一般进磨削热量越多，则容易形成裂纹。
如果砂轮硬度、粒度选择不当，冷却不足、不均匀，也必然会促进裂纹的产生。
二、磨削裂纹的鉴别
（一）磨削裂纹的宏观形态磨削裂纹存在于零件被磨削的表面上，有的呈分散条状，各条裂纹相互平行，且与磨削方向相垂直，有的呈网状或辐射状。
若与磨削面成一定角度观察裂纹时，即有裂纹突出表面的感觉。
如果垂直于磨削面取样观察，即可发现磨削裂纹一般很浅，大致在0.1mm～0.5mm之间，而且深度基本一致。
从表面起由粗到细逐渐消失。
（二）磨削裂纹的显微组织磨削裂纹在显微镜下观察，主要表现为穿晶而过，但也有沿着晶界延展的。
如果由于磨削过于剧烈引起表面裂纹，则可通过垂直于被磨削面的截面显微组织进行辨别。
1、表面回火轴件表面产生回火区。
在磨削过程中，表面局部受热，导致马氏体组织继续分解，转变为回火屈氏体。
这种组织在酸浸蚀后易于显露，呈黑色。
此种工件的显微组织由表及里分别为，回火屈氏体——回火屈氏体＋回火马氏体——回火马氏体（正常组织）。
2、表面二次淬火如果磨削过于剧烈，零件表面瞬时温度极高，致使工件表面在很薄区域内重新奥氏体化，再由于随后的快速冷却，则造成该表层重新淬火，通常成为二次淬火。
这薄层的组织为淬火马氏体＋残余奥氏体。
酸浸蚀后呈白色，在白色的淬火层下面是黑色的回火屈氏体组织，所以这种零件的显微组织为，淬火马氏体＋残余奥氏体——淬火马氏体＋回火屈氏体——回火屈氏体＋回火马氏体——回火马氏体（正常组织）。