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      蝸桿磨削裂紋及防止措施

      磨削裂紋與一般淬火裂紋明顯不同,淬火裂紋粗而深,數量少;磨削裂紋只發生在磨削面上,數量較多,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呈條狀裂紋。此蝸桿齒面是螺旋狀曲面,磨削方向如圖3中箭頭所示,裂紋垂直于磨削方向,符合磨削裂紋的特征。

      熱處理后的零件在磨削加工時,由于砂輪變鈍未及時修整、磨削深度過大以及冷卻不充分等原因,可使磨削區內瞬間高溫達到400~1500℃,從而發生磨削燒傷和磨削裂紋,引起零件表面組織、顯微硬度、殘余應力、力學性能等發生變化。

      磨削裂紋的形成與工件硬度有關,硬度小于55HRC的工件雖可能發生燒傷,但產生磨削裂紋的情況極少,60HRC以上的工件,都會使磨削裂紋發生的可能性大為增加。該零件實測硬度59~60HRC,大大增加了產生磨削裂紋的傾向。一方面,磨削條件不當或磨削不規范時,被磨削的表面首先會形成一個個較強烈的燒傷中心,造成不均勻的熱應力,在交替的高溫與急冷下應力值漸增,應力超過材料的強度極限時,被磨削的表面就會產生裂紋。另一方面,表層滲碳淬火組織中的殘留奧氏體,在磨削時受強烈的磨削熱的影響及冷卻液的冷卻,將會轉變為新生的馬氏體,引起零件表面局部體積膨脹,加大了零件表面拉應力,導致應力集中,繼續磨削則容易加速磨削裂紋的產生。此外,新生的馬氏體脆性較大,磨削也容易加速磨削裂紋的產生。

      此蝸桿螺旋表面在磨削時,砂輪與零件的接觸面積較大,一方面產生的磨削熱大,另一方面冷卻液也不容易進入磨削區域對磨削面進行有效降溫,因此蝸桿螺旋表面由于磨削而產生的熱量,足以使磨削表面薄層重新奧氏體化,隨后再次淬火成為淬火馬氏體;表面層的殘留奧氏體也會在急熱急冷的作用下轉變為馬氏體,使表面層產生附加的組織應力,再加上磨削所形成的熱量使零件表面薄層的溫度升高極快,這種組織應力和熱應力的迭加就會導致磨削表面出現磨削裂紋。

      從以上分析知道,產生磨削裂紋的根本原因在于有應力存在,要防止發生磨削裂紋,就要減少和消除零件表面的各種應力。

      磨削裂紋的防止措施

      (1)熱處理方面

      殘留奧氏體的轉變增加了零件表面的組織應力,因此,應降低殘留奧氏體的含量。過高的淬火溫度使淬火后殘留奧氏體量增加,可適當降低淬火溫度,淬火溫度由原先840℃降低至820℃,減少殘留奧氏體的形成;同時增加-60℃×2h的冰冷處理,促使奧氏體轉變為馬氏體,并在隨后的低溫回火中轉變為穩定的回火馬氏體組織,防止磨削時產生組織應力。粗精磨之間的低溫時效時間由8h延長至12h,充分消除磨削造成的應力。

      (2)磨削工藝方面

      磨削裂紋的產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。原磨削工藝已分粗精磨,現在選用粒度較粗的軟砂輪進行粗磨,及時清除砂輪表面積屑,減少磨削深,增加磨削次數,減小工作臺速度,可以降低磨削熱。然后再用粒度細的砂輪進行精磨(磨削深較淺),同時增大冷卻液流量,對磨削表面充分冷卻,防止磨削區升溫過快而產生熱應力。


      尚為傳動

      尚為傳動 ——專業高精密減速機生產廠家

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