軸承磨削裂紋特征和產(chǎn)生原因以及防止措施

時(shí)間：2021-05-30 08:58:03 來(lái)源：admin 點(diǎn)擊：0次

磨削加工是機(jī)械制造業(yè)金屬切削加工常見(jiàn)的一種方法，在軸承加工行業(yè)中也被廣泛的應(yīng)用，經(jīng)熱處理淬火的軸承零件，在磨削過(guò)程中可能出現(xiàn)呈網(wǎng)狀的龜裂或較規(guī)則排列的細(xì)小裂紋，稱為磨削裂紋，它不但影響軸承零件的外觀，更重要的是還直接影響軸承零件的質(zhì)量。本文分享有關(guān)軸承磨削裂紋的特征和產(chǎn)生的原因，以及相應(yīng)的防止措施。

1、軸承磨削裂紋特征

磨削裂紋與一般淬火裂紋明顯不同，磨削裂紋只發(fā)生在磨削面上，深度較淺，且深度基本一致。較輕的磨削裂紋垂直于或接近垂直于磨削方向的平行線，且是規(guī)則排列的條狀裂紋，這是第一種裂紋，較嚴(yán)重的裂紋呈龜甲狀(封閉網(wǎng)絡(luò)狀)，其深度大致為0.03～0.15ram，用酸腐蝕后裂紋明顯，這是第二種裂紋。

2、軸承磨削裂紋產(chǎn)生的原因

軸承磨削裂紋的產(chǎn)生是磨削熱引起的，磨削時(shí)軸承表面溫度可達(dá)800-1000攝氏度或更高。淬火鋼的組織是馬氏體和一定數(shù)量的殘余奧氏體，它們處于一種膨脹狀態(tài)(未經(jīng)回火處理)。馬氏體的膨脹收縮隨著鋼中含碳量的增加而增大，使軸承鋼表面產(chǎn)生磨削裂紋尤為重要。淬火鋼中的殘余奧氏體在磨削時(shí)受磨削熱的影響即產(chǎn)生分解，逐漸轉(zhuǎn)化成馬氏體，這種新生的馬氏體集中于零件表面，引起軸承表面局部膨脹，加大了零件表面應(yīng)力，導(dǎo)致磨削應(yīng)力集中，繼續(xù)磨削就會(huì)加速表面磨削裂紋的產(chǎn)生；此外，新生的馬氏體膪較大，磨削時(shí)也容易加速磨削裂紋的產(chǎn)生。

另一方面，在磨床上磨削零件時(shí)，對(duì)零件既是壓力又是拉力，助長(zhǎng)了磨削裂紋的產(chǎn)生。如果在磨削時(shí)冷卻不充分，則由于磨削時(shí)產(chǎn)生的熱量，足以使磨削表面薄層重新奧氏體化，隨后再次淬火成淬火馬氏體，因而使表面層產(chǎn)生附加的組織應(yīng)力，再加上磨削所產(chǎn)生的熱量使軸承表面溫度升高極快、冷卻極快，這種組織應(yīng)力和熱應(yīng)力的迭加就可能導(dǎo)致磨削表面產(chǎn)生磨削裂紋。

3、磨削裂紋的防止措施

從以上分析知道產(chǎn)生磨削裂紋的根本原因在于淬火時(shí)的馬氏體處于一種膨脹的狀態(tài)，有應(yīng)力存在。要減少和消除這種應(yīng)力，應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力回火即淬火，在進(jìn)行回火處理，揮霍時(shí)間必須在4h以上。隨著回火時(shí)間增加，產(chǎn)生磨削裂紋的可能性降低。另外，軸承在快速加熱到100攝氏度左右并迅速降溫會(huì)產(chǎn)生裂紋。為防止冷裂紋產(chǎn)生，零件應(yīng)該在150～200攝氏度左右時(shí)回火，若軸承繼續(xù)升溫到300攝氏度，表面再次收縮而產(chǎn)生裂紋，為防止裂紋產(chǎn)生，應(yīng)將軸承在300攝氏度左右進(jìn)行回火。值得注意的是，軸承在300攝氏度左右回火會(huì)使其硬度下降，因此不宜采用。又是經(jīng)過(guò)一次回火仍然產(chǎn)生磨削裂紋，這是可以進(jìn)行二次回火或人工時(shí)效處理，這種方法非常有效。

磨削裂紋的產(chǎn)生是因?yàn)槟ハ鳠崴?，所以降低磨削熱是解決磨削裂紋的關(guān)鍵。一般所采用的濕磨法，但無(wú)論如何注入冷卻液，冷卻液都沒(méi)法在磨削時(shí)及時(shí)到達(dá)磨削面，因而無(wú)法降低磨削點(diǎn)的磨削熱。冷卻液只能使砂輪和零件的磨削點(diǎn)在磨削走過(guò)后瞬間受到冷卻，同時(shí)冷卻液對(duì)磨削點(diǎn)做淬火作用。因而加大冷卻液的使用量是主要措施之一，盡量降低磨削區(qū)的磨削熱。如果采用干磨法，磨削進(jìn)給量少，可減少磨削裂紋。但是這種方法效果不是很顯著，而且塵土飛揚(yáng)，影響工作環(huán)境，不宜采取。

選用硬度較軟、沙粒較粗的砂輪來(lái)磨削，可以降低磨削熱。但粒子較粗會(huì)影響零件表面的粗糙度，對(duì)于表面粗糙度要求高的零件，不能使用此方法，因而受到一定的限制。分粗、精磨，既粗磨選用粒子較粗的軟砂輪進(jìn)行磨削，便于強(qiáng)力磨削，提高效率，然后再用粒度較細(xì)的砂輪進(jìn)行精磨，磨削進(jìn)給量小。分兩臺(tái)進(jìn)行粗磨和精磨，這是比較理想的方法。

選用自銳性能好的砂輪磨料，及時(shí)清除砂輪表面廢料，減少磨削進(jìn)給量，增加磨削次數(shù)，減小工作臺(tái)速度，這也是一種有效的減少磨削裂紋的途徑。

砂輪和零件的旋轉(zhuǎn)速度也是主要影響因素之一，砂輪旋轉(zhuǎn)跳動(dòng)量大，零件竄動(dòng)量大，都是磨削裂紋產(chǎn)生的誘因。及時(shí)提高砂輪和零件的旋轉(zhuǎn)精度從而盡可能消除引起磨削裂紋產(chǎn)生的各種因素。

4、防止軸承鋼表面磨削裂紋的一些方法

在磨削加工中，防止軸承鋼表面磨削裂紋的產(chǎn)生，主要方法：

　?、俳档湍ハ鳠峤鉀Q磨削裂紋。

　?、诜执帧⒕?，既粗磨選用粒子較粗的軟砂輪進(jìn)行磨削。

　?、圻x用自銳性能好的砂輪磨料，及時(shí)清除砂輪表面廢料，減少磨削進(jìn)給量，增加磨削次數(shù)，減小工作臺(tái)速度。

　?、芗皶r(shí)提高砂輪和零件的旋轉(zhuǎn)精度從而盡可能消除引起磨削裂紋產(chǎn)生。

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