在機(jī)械類產(chǎn)品中,很多重要零部件,如軸承、齒輪、曲軸、凸輪軸、活塞銷和萬向節(jié)等,在熱處理之后均需經(jīng)過磨削加工。磨削時單位切削面積上的功率消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他加工方法,所轉(zhuǎn)化的大部分熱量會進(jìn)入工件表面,因此容易引起加工表面金相組織的變化。在工藝參數(shù)、冷卻方法和磨料狀態(tài)選擇不當(dāng)?shù)那闆r下,工件在磨削過程中極易出現(xiàn)相當(dāng)深的金相組織變化層(即“回火層”),并伴隨出現(xiàn)很大的表面殘余應(yīng)力,甚至出現(xiàn)裂紋,這就是所謂的“磨削燒傷”問題。
磨削燒傷會降低材料的耐磨性、耐腐蝕性和疲勞強(qiáng)度,燒傷嚴(yán)重時還會出現(xiàn)裂紋。零部件的表面層燒傷將使產(chǎn)品性能和壽命大幅度下降,造成嚴(yán)重的質(zhì)量問題,甚至根本不能使用。為此,生產(chǎn)企業(yè)一方面要通過執(zhí)行正確、科學(xué)的工藝規(guī)范,減輕和避免出現(xiàn)磨削燒傷現(xiàn)象,另一方面還要加強(qiáng)對零部件的檢驗,及時發(fā)現(xiàn)不合格工件,并判斷正在進(jìn)行的磨削工藝狀況。
淬火鋼零件的
磨削燒傷主要有兩種形式:一種是回火燒傷,二種是淬火燒傷。
回火燒傷指當(dāng)磨削區(qū)溫度顯著地超過鋼的回火溫度但仍低于相變溫度時,工件表層出現(xiàn)回火屈氏體或回火索氏體軟化組織的情況。
淬火燒傷。當(dāng)磨削區(qū)溫度超過相變溫度Ac1時,工件表層局部區(qū)域就會變成奧氏體,隨后受到切削液及工件自身導(dǎo)熱的急速冷卻作用而在表面極薄層內(nèi)出現(xiàn)二次淬火馬氏體,次表層則出現(xiàn)硬度大為降低的回火索氏體,這就是二次淬火燒傷。
以萬向節(jié)十字軸為例,采用低碳合金鋼滲碳淬火后軸頸表面硬度為58~64HRC,磨削加工后的軸頸表面不允許有燒傷?,F(xiàn)有的磨削燒傷檢測方法是:選擇萬向節(jié)十字軸試樣,用線切割“縱截面”取樣,膠木粉鑲嵌,壓制成金相樣品,打磨、拋光切割面至鏡面,用4%硝酸酒精腐蝕;在XJL217(4XC)倒置式光學(xué)金相顯微鏡下觀察金相組織;采用HD21000顯微硬度機(jī)在400倍金相顯微鏡下對各區(qū)域的組織進(jìn)行觀察,且測試顯微硬度,載荷砝碼300g,保持時間10s。對于檢測結(jié)果若零件表層金相組織由正常的馬氏體、殘余奧氏體和碳化物局部轉(zhuǎn)變?yōu)槎未慊鸬鸟R氏體或高溫回火的托氏體等情況時,則表明軸頸表面存在磨削燒傷現(xiàn)象。此方法檢驗周期長,操作程序繁雜,要求檢驗人員專業(yè)知識扎實,產(chǎn)品檢測后無論是否合格都無法再使用。
此外,目前更加有效的無損檢測方法是采用磁彈法,即
巴克豪森效應(yīng)檢測表面磨削缺陷和熱處理燒傷來檢查零部件表面
磨削燒傷。此方法
完全無損,準(zhǔn)確快速,避免酸洗。配備各種形狀探頭,可適合不同類型零件。設(shè)置報警限、計算機(jī)顯示 ??蓹z測:軸承、齒輪、曲軸、凸輪軸 、噴油嘴、活塞桿、飛機(jī)起落架等。
磨削燒傷檢測儀技術(shù)參數(shù)
交流電源/電壓90-260VAC,49-61Hz單相
zui大電流(冷起動下)115VAC時40A,230VAC時80A
功率消耗(空電池充電時)150A
正常zui大功率消耗為100VA
磁化頻率:1.0-1000Hz
磁化電壓:0-16V
分析過濾范圍: 10-70 kHz
70-200 kHz
200-450 kHz
電池可選
通道數(shù)1
外殼保護(hù)IP20
操作濕度10-90%,不冷凝
儲存濕度10-90%,不冷凝
操作溫度0-40℃
氣壓高度3000米
重量6千克
磨削燒傷工件分為四類:Ⅰ類
磨削燒傷工件是指在工件非關(guān)鍵表面的回火型燒傷表面覆蓋率<30%;Ⅱ類
磨削燒傷工件是指在工件非關(guān)鍵表面的回火型燒傷表面覆蓋率≥30%;Ⅲ類
磨削燒傷工件是指在工件關(guān)鍵表面的回火型燒傷表面覆蓋率<30%;Ⅳ類
磨削燒傷工件是指在工件任何區(qū)域存在可見的二次淬火型燒傷。其中,所述的非關(guān)鍵表面是指工件的非滾動接觸區(qū)域,工件所有滾動接觸的支承表面均為關(guān)鍵表面。磨削加工生產(chǎn)過程中,對于第Ⅰ類、第Ⅱ類磨削燒傷工件應(yīng)通知操作員及巡檢員,查找原因并進(jìn)行磨削加工改進(jìn);對于第Ⅲ類、第Ⅳ類磨削燒傷工件應(yīng)通知操作員、巡檢員和質(zhì)量主管,對燒傷工件隔離并交廢品庫,同時查找原因,提出改進(jìn)措施,再次做
磨削燒傷試驗,確認(rèn)合格后才能夠進(jìn)行磨削加工生產(chǎn)。
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