磨削技術(shù)
不銹鋼磨削的表面質(zhì)量 |
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| 發(fā)布時(shí)間：2020/6/28 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 不銹鋼磨削的表面質(zhì)量 1、磨削加工表面質(zhì)量的含義 磨削加工表面質(zhì)量的含義可以用表面完整性來(lái)概括。磨削加工表面質(zhì)量指標(biāo)主要包含表面紋理指標(biāo)與表面層物理力學(xué)性能指標(biāo)。 (1)表面紋理指標(biāo) 表面紋理主要用來(lái)定義幾何表面平面度，即表示偏離構(gòu)成表面輪廓基準(zhǔn)面的重復(fù)偏差或隨機(jī)偏差。幾何表面平面度是由表面紋理高度、寬度、方向及非幾何的隨機(jī)的表面瑕疵等來(lái)表示。表面紋理包括表面粗糙度、濃度、紋理方向及表面瑕疵四部分。 (2)表面層物理力學(xué)性能指標(biāo) 表面層特性主要影響表面層物理性能。表面層特性用以下指標(biāo)參數(shù)表示： ①表面層硬度，即磨削加工后表層冷作硬化所引起的彈塑性變形。 ?、诒砻鎸咏M織，即磨削加工表面的金相組織變化．如再結(jié)晶、相變。 ?、郾砻鎸託堄鄳?yīng)力，即表面殘余應(yīng)力大小及分布狀態(tài)、表面的宏觀及微觀裂紋等。 綜上所述，從平面磨床加工質(zhì)量觀點(diǎn)來(lái)看，表面質(zhì)量是指表面粗糙度、濃度和表面層的物理力學(xué)性能。從表面完整性的觀點(diǎn)來(lái)看，表面質(zhì)量是指表面粗糙度、濃度、表面層的硬度、組織和殘余應(yīng)力。 不銹鋼磨削表面質(zhì)量的完整性的主要影響因素有：磨削加工硬化和殘余應(yīng)力，不銹鋼的磨削燒傷和不銹鋼的磨削劃傷。 2、磨削加工廠硬化和殘余應(yīng)力 奧氏體型不銹鋼在常溫下磨利時(shí)容易轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，其硬度有明顯的提高。馬氏體型不銹鋼，由于其本身硬度高，在磨削后，隨著時(shí)間變化其硬度反而降低。同時(shí)，由于它的淬火敏感性很強(qiáng)，故磨醣熱易使馬氏體組織發(fā)生轉(zhuǎn)變，由于上述原因，經(jīng)磨削后的不銹鋼表層硬度有很大變化。如圖所示為磨削后磨削加工表層的硬度變化。 磨削加工用量對(duì)加工表層的硬度變化有很大影響。從圖9(a)可看出經(jīng)淬火并回火的馬氏體型不銹鋼1Crl3(50HRC)在輕度磨削后，表面層僅有輕微的損傷；從圖9(b)則可看出違章磨削后，在表層中出現(xiàn)了再硬化層和回火層，它們的總深度約為0.5mm。   (a)輕度磨削 (b)違章整削 圖9平面磨削不銹鋼1Crl3表層的硬度變化 在磨削表層硬化的同時(shí)，殘余應(yīng)力也有明顯的變化。圖10給出了磨削奧氏體不銹鋼時(shí)，磨削殘余應(yīng)力沿加工表層深度方向的變化。由圖中可見(jiàn)，在磨削加工表面下約5“m的范圍內(nèi)，殘余應(yīng)力突然有500~600MPa的變化。這種在極薄層內(nèi)出現(xiàn)的較大殘余應(yīng)力變化將影響到被磨工件的使用性能。例如，馬氏體型不銹鋼在淬火并回火時(shí)，材料的屈服應(yīng)力為500~650MPa，因此當(dāng)表層只要出現(xiàn)上述數(shù)量級(jí)殘余應(yīng)力時(shí)，材料很快就被屈服。因?yàn)樽畲髿堄鄳?yīng)力有時(shí)出現(xiàn)在表層下40~50爐的深度處，故表層部分經(jīng)常構(gòu)成不穩(wěn)定的加工層。 3、不銹鋼的磨削燒傷 不銹鋼的磨削燒傷與材料的性能有關(guān)。熱導(dǎo)率低、塑性高、韌性大、加工硬化趨勢(shì)強(qiáng)等都是造成磨削燒傷的原因。除此之外，由于不銹鋼材料的碳化物微粒和磨削中析出的硬化相的影響，還會(huì)造成材料組織的極大硬度差，這也是導(dǎo)致磨割燒傷的原因。例如，奧氏體型不銹鋼1Crl8Ni9Ti經(jīng)1050~1 100"C淬火后，結(jié)晶晶粒在5級(jí)左右，金相組織是面心立方晶格的奧氏體組織，有少部分鐵素體，并有少量的碳化鈦微粒；馬氏體型不銹鋼2Crl3經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，金相組織是馬氏體和索氏體，并有少量的碳化物；1Crl 9Nil 1 Si4A1Ti及Cr20Ni24Si4Ti等沉淀硬化型不銹鋼磨削時(shí)易析出Ni-Si-Ti及Ni3-Ti等硬化相，其硬度很高(713~2236 HV)，為基體硬度(150~170HV)的4~10倍。 4、不銹鋼的磨削劃傷 平面磨床磨削劃傷與磨削紋路不同，它是較深的磨削痕跡，具有以下特征： ?、倌ハ鲃潅膭澓蹖挾扰c深度要比正常磨削紋路大得多，而且沿磨削方向大多是不連續(xù)的； ?、谀ハ鲃潅膭澓凵顪\與寬窄在劃痕全長(zhǎng)上不一致； ?、勰ハ鲃潅膭澓蹆蓚?cè)因受擠壓而凸出已加工表面，利用掃描電鏡可在溝槽中觀察到因受高溫和擠壓變形而形成的撕裂及塑變形貌，還伴隨有熔球狀的涂覆物等。 若用俄歇電子能譜儀(AES)和X射線光電子能譜儀(XPS)對(duì)磨削劃傷微區(qū)進(jìn)行檢測(cè)分析，則會(huì)發(fā)現(xiàn)不銹鋼磨削劃傷微區(qū)各元素的變化規(guī)律與磨削燒傷微區(qū)各元素的變化規(guī)律相似。表列出了耐酸不銹鋼1Crl9NillSi4A1Ti磨削燒傷和磨削劃傷微區(qū)各元素在整體元素中所占的比例。 表1Cr19N11Si4A1Ti磨削燒傷和磨削劃傷微區(qū)各元素在整體元素中所占的比例
從不銹鋼磨削前后各元素在元素整體中所占的比例來(lái)區(qū)分磨削燒傷與磨削劃傷，可認(rèn)為平面磨床磨削燒傷的分布面較大，而磨削劃傷則僅限于劃傷溝痕的較小區(qū)域內(nèi)。當(dāng)磨削劃傷大量出現(xiàn)時(shí)，就可能產(chǎn)生磨削燒傷。 上述磨削劃傷的特征是在磨削高溫下形成的，這類(lèi)劃傷一般比較深，劃痕底部有涂覆物。這些涂覆物有磨屑熔球，脫落的磨粒頂部黏附物等。 實(shí)際上，平面磨床磨削不銹鋼時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)一種較淺的劃傷，在劃痕中無(wú)上述涂覆物。這種劃傷主要是由磨粒凸出點(diǎn)、嵌塞在砂輪氣孔中的浮砂或者磨削液中混有磨粒擠入切削區(qū)形成的。 更多資料請(qǐng)量閱平面磨床公司網(wǎng)站：m.ykhangfeng.com |
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