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軸承磨削裂紋特征和產(chǎn)生原因以及防止措施

時間:2021-05-30 08:58:03 來源:admin 點擊:0

磨削加工是機械制造業(yè)金屬切削加工常見的一種方法,在軸承加工行業(yè)中也被廣泛的應用,經(jīng)熱處理淬火的軸承零件,在磨削過程中可能出現(xiàn)呈網(wǎng)狀的龜裂或較規(guī)則排列的細小裂紋,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。本文分享有關軸承磨削裂紋的特征和產(chǎn)生的原因,以及相應的防止措施。


  
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,較嚴重的裂紋呈龜甲狀(封閉網(wǎng)絡狀),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,磨削時軸承表面溫度可達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,加大了零件表面應力,導致磨削應力集中,繼續(xù)磨削就會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,對零件既是壓力又是拉力,助長了磨削裂紋的產(chǎn)生。如果在磨削時冷卻不充分,則由于磨削時產(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,這種組織應力和熱應力的迭加就可能導致磨削表面產(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的馬氏體處于一種膨脹的狀態(tài),有應力存在。要減少和消除這種應力,應進行去應力回火即淬火,在進行回火處理,揮霍時間必須在4h以上。隨著回火時間增加,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產(chǎn)生裂紋。為防止冷裂紋產(chǎn)生,零件應該在150~200攝氏度左右時回火,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,應將軸承在300攝氏度左右進行回火。值得注意的是,軸承在300攝氏度左右回火會使其硬度下降,因此不宜采用。又是經(jīng)過一次回火仍然產(chǎn)生磨削裂紋,這是可以進行二次回火或人工時效處理,這種方法非常有效。
  
磨削裂紋的產(chǎn)生是因為磨削熱所致,所以降低磨削熱是解決磨削裂紋的關鍵。一般所采用的濕磨法,但無論如何注入冷卻液,冷卻液都沒法在磨削時及時到達磨削面,因而無法降低磨削點的磨削熱。冷卻液只能使砂輪和零件的磨削點在磨削走過后瞬間受到冷卻,同時冷卻液對磨削點做淬火作用。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,影響工作環(huán)境,不宜采取。
  
選用硬度較軟、沙粒較粗的砂輪來磨削,可以降低磨削熱。但粒子較粗會影響零件表面的粗糙度,對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行磨削,便于強力磨削,提高效率,然后再用粒度較細的砂輪進行精磨,磨削進給量小。分兩臺進行粗磨和精磨,這是比較理想的方法。
  
選用自銳性能好的砂輪磨料,及時清除砂輪表面廢料,減少磨削進給量,增加磨削次數(shù),減小工作臺速度,這也是一種有效的減少磨削裂紋的途徑。
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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)跳動量大,零件竄動量大,都是磨削裂紋產(chǎn)生的誘因。及時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。
  ②分粗、精磨,既粗磨選用粒子較粗的軟砂輪進行磨削。
 ?、圻x用自銳性能好的砂輪磨料,及時清除砂輪表面廢料,減少磨削進給量,增加磨削次數(shù),減小工作臺速度。
 ?、芗皶r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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