有没有谁听说过磨削裂纹？

poxiangzi

如题，大家实际工作中有没有接触过磨削裂纹，为什么会产生？

) e# g; J  X/ G. L是不是和磨削用量过大、冷却不够、导致温度过高形成奥氏体引起金相变化有关？

poxiangzi

另外对于裂纹，大家一般用什么办法来探伤，看看它的扩展方向、深度、形状等。

为地球服务

个人认为磨削裂纹一般是由烧伤引起，都是很细小的龟片状裂纹

hsz320

我可以回答楼主的第二个问题，以供参考。我们单位对零件的探伤主要采用磁粉探伤和超声波探伤。比如我们单位对曲轴的探伤，磁粉探伤是在曲轴锻件粗加工以后，对曲轴表面或近表面探测有无裂纹。曲轴精加工以后，就用超声波探测仪探测曲轴内部有无裂纹。

德捷力/黄诗珂

磨削裂纹
    常发生在模具成品淬火、回火后磨削冷加工过程中，多数形成的微细裂纹与磨削方向垂直，深约0.05—1.0mm。
(1)原材料预处理不当，未能充分消除原材料块状、网状、带状碳化物和发生严重脱碳；
5 v& s. B, H% l; i) I: w(2)最终淬火加热温度过高，发生过热，晶粒粗大，生成较多残余奥氏体；
# Y! C$ i' P/ f( S3 \(3)在磨削时发生应力诱发相变，使残余奥氏体转变为马氏体，组织应力大，加上因回火不充分，留有较多残余拉应力，与磨削组织应力叠加，或因磨削速度、进刀量大及冷却不当，导致金属表层磨削热急剧升温至淬火加热温度，随之磨削液冷却，造成磨削表层二次淬火，多种应力综合，超过该材料强度极限，便引起表层金属磨削裂纹。

    预防措施：
(1)对原材料进行改锻，多次双十字形变向镦拔锻造，经四镦四拔，使锻造纤维组织围绕型腔或轴线呈波浪形对称分布，并利用最后一火高温余热进行淬火，接着高温回火，能充分消除块状、网状、带状和链状碳化物，使碳化物细化至2-3级；
& I2 C# ^; l) C1 ~( O) Q% T. Q(2)制订先进的热处理工艺，控制最终淬火残余奥氏体含量不超标；
(3)淬火后及时进行回火、消除淬火应力；
. l% }% _+ m  M( f+ f(4)适当降低磨削速度、磨削量，磨削冷却速度，能有效防止和避免磨削裂纹形成。

[ 本帖最后由 德捷力/黄诗珂 于 2009-2-11 04:38 编辑 ]

xuwu531

我门做凸轮轴磨销时常遇到一般通过二次回火可以降低

poxiangzi

原帖由 德捷力/黄诗珂 于 2009-2-11 04:36 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
磨削裂纹
* K: _  M7 A$ q( f# w$ L    常发生在模具成品淬火、回火后磨削冷加工过程中，多数形成的微细裂纹与磨削方向垂直，深约0.05—1.0mm。
6 p) }8 v  q2 o/ m(1)原材料预处理不当，未能充分消除原材料块状、网状、带状碳化物和发生严重脱碳；
(2)最终 ...

你讲的很细致，非常感谢，的确是与磨削方向垂直的，重新磨削后没有裂纹了，没能拍到照片，不知道大家有没有照片？

poxiangzi

原帖由 xuwu531 于 2009-2-11 14:38 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
我门做凸轮轴磨销时常遇到一般通过二次回火可以降低

常常遇到“磨削裂纹”吗？有没有拍点照片看看？“磨削裂纹”已经产生了，为什么说用回火消除呢？

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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，应进行去应力回火即淬火后应马上进行回火处理。

kycy

回火不充分是一个原因，曾经跑到一个类似的问题，充分回火后磨削裂纹现象得到消除

himher

一般应采用磁粉和超声波探伤，并用砂轮机修磨。

liu36108

产品在磨削时确实会产生裂纹，裂纹的产生因为应力的原因，消除应力就不会产生裂纹，所以材料未经过热处理产生裂纹，那么则在加工前进行去应力回火，一般碳钢在600℃左右回火，可以完全消除应力，若经热处理后产生的应力，那则是回火时没有回透，可以适当延长回火时间。
关于表面裂纹的检测，有几种方法可以探测：
1 磁粉探伤，易行，对产品没有损伤，但人员要求培训；
2 渗透剂喷洒，易行，对产品有一定伤害，对人员要求不高。
超声波探伤主要是检测产品内部裂纹或其他缺陷，对表面细裂纹探伤效果不好。

taisandeng

磨削时进刀量太大或没有适当冷却，使磨削热量在表面浅层造成表面组织发生淬火和自回火现像，严重时形成表面龟裂。用金相低倍方法可以检出

poxiangzi

大家都说的这么好，非常感谢。

4 A' Z. z; V- g7 y! _有个问题：为什么裂纹方向一般都与磨削方向垂直呢？

zbc6404

最主要的原因,加工液表面张力过高,未能及时冷却.造成局部二次淬火而形成裂纹.

chengyonggao

由于热处理应力及磨削切削热高造成磨削表面收缩，里层彭涨，表面在磨削液的作用下形成磨削裂纹，通常垂直于磨削方向，深约0.05~0.5MM以内，渗碳件在磁粉无损检测时多呈网状，在平面磨削时多呈与磨削方向垂直的直线状，特征，中间粗，两端细，多条平行分布
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减少切削进给量，加大切削热的对磨削部位的流量，延长回火处理时间，是没有办法的办法，当然如果有余量，在探伤发现的裂纹后进行二次磨削可以挽救部分产品

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磨削时，如果工艺参数选择不当，或者操作不当，工件表面温度达到150～200度时，表面因马氏体分解，体积缩小，而中心马氏体不收缩，使表层承受拉应力而开裂，裂纹与磨削方向垂直，裂纹相互平行。当磨削温度在200度以上时，表面由于产生索氏体或托氏体，这时表层发生体积收缩，而中心则不收缩，使表层拉应力超过脆断抗力而出现龟裂现象。
有时零件表面温度可能高达820～840度或更高，其温升速度高达每秒600度，如果冷却不充分，则由于磨削形成的热量足以使表面薄层重新奥氏体化，并再次淬火而形成淬火马氏体。此外，磨削形成的热量使零件表面温度升高极快，这种组织应力和热应力导致磨削表面出现磨削裂纹。
零件淬火后，组织中如有大量的残余奥氏体，或是有网状碳化物，或淬火后回火不足而残余应力过大，均容易在磨削时出现磨削裂纹。
. X# s% s- e4 e4 |) G为了防上磨削裂纹的产生，一方面要使淬火工件有良好的组织，避免过多的残余奥氏体，要采取措施消除网状碳化物，充分回火；另一方面，在磨削时选用的砂轮粒度和硬度需与零件淬火硬度相适应，磨削速度（砂轮切线速度工件转数要选适当）不宜过快，进磨量不宜过大，磨削时冷却液要充分供给。

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磨削裂纹
　　磨削加工在机械制造行业中广泛地被应用，经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。
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# j4 M- s+ X3 o　　一、磨削裂纹的产生机理

# `* {* ~. D5 ]2 M　　磨削裂纹的产生是磨削热引起的，磨削时零件表面的温度可能高达820～840℃或更高。
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　　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℃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微裂纹，这是第一种裂纹。当温度升至300℃时，表面再次产生收缩，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磨削裂纹尤为严重。
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　　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，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，随后再次淬火成为淬火马氏体。因而使表面层产生附加的组织应力，再加上磨削所形成的热量使零件表面的温度升高极快，这种组织应力和热应力的迭加就可能导致磨削表面出现磨削裂纹。

3 Z- u- D7 {: Z% @　　二、磨削裂纹的特征
# ^7 c9 }7 D+ I) X% S8 u4 P
　　磨削裂纹与一般淬火裂纹明显不同，磨削裂纹只发生在磨削面上，深度较浅，且深度基本一致。较轻的磨削裂纹垂直于或接近垂直于磨削方向的平行线，且规则排列的条状裂纹，这是第一种裂纹。较严重的裂纹显龟甲状(封闭网络状)，其深度大致为0.03-0.15mm。用酸腐蚀，裂纹明显易见。这是第二种裂纹。
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9 e- E( T) J$ j8 _/ q) y. l( C　　三、磨削裂纹的防止措施
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　　磨削工艺方面
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. W0 n0 ^/ w1 Q& u# T/ ]　　(1)磨削裂纹的产生是因为磨削热所致，所以降低磨削热是解决磨削裂纹的关键。一般所采用的湿磨法，无论如何注入切削液，切削液都不可能在磨削的同时进入磨削面，因而无法降低磨削点位置的磨削热。切削液只能是使砂轮和零件的磨削点在磨削走过后瞬时受到冷却，同时切削液对零件的磨削点起淬火作用，因而事实上加大了磨削裂纹的产生。如果采用于磨法，背吃刀量选择较浅的磨法，可减少磨削裂纹。但是这种方法效果不是很显著，而且灰尘飞扬，影响工作环境，不宜采用。

　　(2)选用硬度较软、粒度较粗的砂轮来磨削，可以降低磨削热。但如果粒度太粗时会影响工件的表面粗糙度。对于表面粗糙度质量要求高的工件，不能采用此法，因而受到一定的限制。(3)分粗精磨，即粗磨选用粒度较粗的软砂轮磨削，便于强力磨削，提高效率，然后再用粒度细的砂轮进行精磨(背吃刀量较浅)。分开两台磨床进行粗磨和精磨，这是一种比较理想的方法。

　　(4)刚出炉的工件，必须待工件自然冷却后(冷却到常温)才能进行磨削。如果在时间允许的情况下，最好让工件自然时效1～2个月，消除应力后再进行磨削，这也会收到很好的效果。

* E5 V, V9 b: }" `; }! d4 z$ _  z　　(5)选用粒度较为锋利的砂轮，PA36～46K，及时清除砂轮表面积屑，减少背吃刀量，增加走刀(磨削)次数，减小工作台速度，取<=1～2m/min，也是一种有效的减少磨削裂纹的途径。
5 M2 p# b7 z: {# B" u0 A
　　热处理方面
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- }4 G8 X3 W) H3 R" b" F　　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，应进行去应力回火即淬火后应马上进行回火处理。

6 r: ^+ {+ J4 r: P4 N! B8 O" s5 i　　第一种磨削裂纹是工件在快速加热至100℃左右，并迅速冷却而产生的。所以，为防止这第一种磨削裂纹，工件应在150～200℃左右回火。第二种磨削裂纹是工件在磨削中继续升温至300℃时，表面再次产生收缩而产生的。所以，为防止这第二种磨削裂纹，则应将工件在300℃左右回火。回火时间必须在4h以上，应该注意工件在300℃回火时会使工件硬度下降，有时不宜采用。
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　　有时经过一次回火后仍可能产生磨削裂纹，这时可以进行二次回火或人工时效，这个方法非常有效。

0 E/ k+ t- ~5 O　　如果零件硬度要求不高，而零件外观表面要求较高时，可以将回火温度提高到400℃以上回火，即调质处理，这时零件表面不会再出现磨削裂纹现象。
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　　在零件材质方面
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　　当零件硬度要求较高而不能在300℃以上回火时，便要在零件材质上想办法。在前面分析中我们知道，马氏体的膨胀收缩率随着钢中含碳量的增加而增大，故碳素工具钢(T8以上)和渗碳淬火钢产生磨削裂纹尤为严重。所以，当零件硬度和表面外观质量均要求较高时，便不能选用碳素工具钢和渗碳淬火钢，而应选用诸如lCrl3、16Mn等钢种。对于零件表面外观质量要求较高，而零件又是急件时，在时间上不允许自然时效l～2个月(出炉后的零件)；或者因磨削工艺方面受到限制：如使用砂轮方面受到限制、磨床数量少，零件磨削工作量大等因素而无法分开磨床来粗精磨；或者由于车间工人环境清洁优美，也不便于采用干磨法等。这时只能在零件材质上考虑，只能选用含碳量低的lCrl3、40Cr等钢种，而不可能选用T8以上的碳素工具钢或渗碳淬火钢。
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　　总之，只要在磨削工艺方面、零件热处理方面和零件材质方面综合考虑，我们便可以有效地防止磨削裂纹的产生。

zhaodelai321

我看过有,轴承套圉上的,在端面,是用煤油加铁粉混合液探伤,裂纹非常细小,都是龟裂纹,材质是GCr18Mo,但裂纹不是很深,用车刀硬车掉后重磨的,但在重磨前要找到原因,不要上大刀或冷却不足.
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7 q' T* B; D" Y3 g2 i" Y! X[ 本帖最后由 zhaodelai321 于 2009-2-18 10:02 编辑 ]

金相工

原帖由 poxiangzi 于 2009-2-13 23:12 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
大家都说的这么好，非常感谢。
( h+ u1 c, v* q- [3 o' e( K# N* D
; I8 A) V1 |  V0 ]9 ]有个问题：为什么裂纹方向一般都与磨削方向垂直呢？

6 X, _' f+ @* J1 z6 }
6 D6 J8 X5 S# z* {3 c
因为磨削裂纹是应力,应力裂纹都是沿力的垂直方向发展的

poxiangzi

非常感谢各位，就是关于裂纹方向还是有点疑问，拉应力的方向是与磨削方向、还是与进给方向平行呢？这两个方向可不一样，所以裂纹是垂直于哪个方向呢？