【doc】轴承零件磨削裂纹的产生与防止

轴承零件磨削裂纹的产生与防止轴承)1996.N0.8别适用于高速,超高速主轴轴承.(2)YQA一5油气润滑器工作正常,应用效果好,达到了国外同类产品90年代初期水参考文献lon0se.Y.BearingsandLubricationMethodsforHiBh_spMachineT1Spindles.NSKTechnical郑州工业高等专科学校(40007妻皇婺.虎Tg淬硬的或经渗碳淬硬的工件,如GCrl5,生在工件的棱角附近或孔槽处;有的沿机加20Cr2Ni4A等钢制轴承件,在磨削过程中可能出现呈网状的龟裂或较规则排列的细小裂纹,称为磨削裂纹.因此,研究腰削裂纹的产生原因和防止措施,对于提高产品质量,生产效率和降低成本具有十分重要的意义.一,磨削裂纹的识别实际上,工件经磨削后表面暴露出来的裂纹并不一定完全是磨削裂纹.有些(如轧制裂纹,锻造裂纹和热处理裂纹等)在磨削前已经产生而只是未被发现而已.还有些裂纹虽然是在磨削过程中产生的.但其原因是由于热处理规范不当或其他因素造成的,因此,区分各种不同的裂纹,正确识别磨削裂纹,才能有的放矢,探索其产生原因和防止措施.区分各种裂纹的类别,可从宏观和微观的两个方面进行分析.金属材料在轧制,锻造过程中产生的裂纹,其外貌粗大而深,并且在随后的加热过程中使裂纹的表面不可避免地要发生氧化和脱碳,在对其进行金相分析时.裂纹周围有脱碳层.热处理裂纹较细而略带曲折,它往往产算一作者系讲师一编者往工时遗留下来的刀痕扩展成不同的形状.如经车削加工后淬火工件的端面,热处理裂纹常沿车刀刀痕扩展成同心圆状或蛛网状.淬火加热温度过高产生的裂纹,往往贯穿工件的全长.且裂纹平行于轴向,其金相组织为粗大的马氏体和较多的残余奥氏体;部分裂纹穿过晶粒或沿晶界扩展.热处理裂纹的周围没有脱碳现象.磨削裂纹外貌细而浅,有呈网状的龟裂,辐身状或垂直于磨削方向的平行排列.如果在磨削过程中冷却不充分时,磨裂工件的表面会出现带状的回火色.对磨削裂纹进行金相分析时.裂纹内无氧化物,裂纹周围没有脱碳现象如果有网络碳化物存在时,裂纹往往与碳化物网络重合.二,磨削裂纹产生的原因磨削裂纹的产生原因是复杂的磨削加工工艺不当,原材料不佳,热处理工艺不合理和其他一些外部因素都可能导致裂纹的产.生.然而.磨削热是产生磨削裂纹的最基本原因.在磨削过程中,磨削能量绝大部分转化成热量并传八被磨削工件的表面.如果冷却不当,磨剖热不能迅速扩散,温度不能降低时.?27?轴承l996.N0.8该处小范围内的瞬时温度可高达800l000.台金在这么高的温度下必然再次奥氏体化,然后在冷却过程中转变成比容较大的马氏体.这种情况和锕在淬火时的加热,冷却过程一样.热必要产生热应力和组织应力.当应力大于材料的破断强度时,就会产生裂纹.由于磨削层很薄,且瞬间磨削区域很小,所以形成的裂纹也很浅,先后不同时间形成的一个个微小裂纹就连成网络状的龟裂.不恰当的热处理规范和热处理后的组织缺陷也会直接导致磨削裂纹的产生.如钢件淬火后回火不及时或回火不充分时,一方面使淬火马氏体内和晶界上的淬火裂纹进一步扩大,促使磨裂产生;另一方面热处理应力没有消除或太部分没有消除.在此情况下脆性较大的淬火组织在磨削应力和热处理应力的双重作甩下,就更容易产生裂纹.又如,淬火钢件中的残余奥氏体较多时,将增大产生磨削裂纹的倾向性.这是因为残余奥氏体在磨削时很容易诱发转变成马氏体组织,由此产生的组织应力可能导致磨削层产生裂纹.金属材料的原始组织缺陷也是产生磨削裂纹的重要原因.如GCrl5钢中若有不均匀的碳化物存在时,工件在磨削过程中往往在碳化物聚集处产生裂纹.如果钢中有明显的带状碳化物存在时,则会在带状碳化物处产生裂纹,且沿带状偏析扩展.这是因为碳化物脆性大,热膨胀系数比金属基体小,在磨削热的作用下,它必然阻碍金属基体膨胀冷却时,它又阻碍金属基体收缩,这样就势必形成应力,导致裂纹产生.三,防止产生磨削裂纹的措施通过研究产生磨削裂纹的种种原因不难得知,要防止磨削裂纹的产生,必须从改善磨削条件,选择优质原材料及严格控制热处理规范等方面着手.1.选择合理的磨削工艺规程就磨削加工本身而言,应采取必要的措施,尽量减少磨削产生的热量,降低磨削层的温度.为此,在保证产品质量和生产率的情况下.要根据被磨削工件的材质,精度要求等选择适当的砂轮参数,磨削用量和进行良好的冷却.如用刚玉砂轮磨削钢件比用碳化硅砂轮磨削时的温度低选用软砂轮磨削比用硬砂轮磨削温度低采甩较低的砂轮转速,较小的磨削深度和较高的工件转速,可以降低磨削温度.2.严把原材料的质量关对原材料要进行严格检验.如发现原材料组织中有不均匀的碳化物存在时,一定要经过细化处理,这对避免产生磨削裂纹有良好效果.3.实施合理的,严格的热处理规范如严格控制淬火温度.因为淬火加热温度过高时.钢件淬火后马氏体粗大,显微裂纹的数量增多,导致产生磨削裂纹的倾向大.淬火后应及时充分回火.有资料表明.回火温度,回火时间和回火次数对磨削裂纹的产生影响很大.随着回火温度升高(245C除外),磨裂倾向减小.在200下,随着回火时间延长,磨裂倾向减小,200下回火3h,磨裂倾各已为零.在200下,随着回火次数增加,磨裂倾向减小,200回火2次,磨裂倾向已接近零.由此可见,回火越充分,磨裂倾向越小.如前所述,淬火钢件中残余奥氏体较多时,将增大产生磨裂的倾向.因此,对精密轴承和其他一些精密工件在淬火后及时进行冷处理,减少残余奥氏体的含量,对减少和避免磨削裂纹是有良好效果的.参考文献l任敬心.瞎削原理.西北工业大学出版社,19882上海金属学会.金属材料缺陷金相图谱.上海科学技术出版社,19863符长璞.渗碳齿轮齿面尝刺裂纹的研究.陕西机械学院,l98o.(收稿日期1995一o509)(编辑:杜迎辉)