磨削技術
不銹鋼磨削的表面質量 |
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| 發布時間：2020/6/28 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 不銹鋼磨削的表面質量 1、磨削加工表面質量的含義 磨削加工表面質量的含義可以用表面完整性來概括。磨削加工表面質量指標主要包含表面紋理指標與表面層物理力學性能指標。 (1)表面紋理指標 表面紋理主要用來定義幾何表面平面度，即表示偏離構成表面輪廓基準面的重復偏差或隨機偏差。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的表面瑕疵等來表示。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)表面層物理力學性能指標 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參數表示： 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。 ②表面層組織，即磨削加工表面的金相組織變化．如再結晶、相變。 ③表面層殘余應力，即表面殘余應力大小及分布狀態、表面的宏觀及微觀裂紋等。 綜上所述，從平面磨床加工質量觀點來看，表面質量是指表面粗糙度、濃度和表面層的物理力學性能。從表面完整性的觀點來看，表面質量是指表面粗糙度、濃度、表面層的硬度、組織和殘余應力。 不銹鋼磨削表面質量的完整性的主要影響因素有：磨削加工硬化和殘余應力，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力 奧氏體型不銹鋼在常溫下磨利時容易轉變為馬氏體，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，隨著時間變化其硬度反而降低。同時，由于它的淬火敏感性很強，故磨醣熱易使馬氏體組織發生轉變，由于上述原因，經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。 磨削加工用量對加工表層的硬度變化有很大影響。從圖9(a)可看出經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，殘余應力也有明顯的變化。圖10給出了磨削奧氏體不銹鋼時，磨削殘余應力沿加工表層深度方向的變化。由圖中可見，在磨削加工表面下約5“m的范圍內，殘余應力突然有500~600MPa的變化。這種在極薄層內出現的較大殘余應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，材料的屈服應力為500~650MPa，因此當表層只要出現上述數量級殘余應力時，材料很快就被屈服。因為最大殘余應力有時出現在表層下40~50爐的深度處，故表層部分經常構成不穩定的加工層。 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。熱導率低、塑性高、韌性大、加工硬化趨勢強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，還會造成材料組織的極大硬度差，這也是導致磨割燒傷的原因。例如，奧氏體型不銹鋼1Crl8Ni9Ti經1050~1 100"C淬火后，結晶晶粒在5級左右，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經調質處理后，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： ①磨削劃傷的劃痕寬度與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的； ②磨削劃傷的劃痕深淺與寬窄在劃痕全長上不一致； ③磨削劃傷的劃痕兩側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)對磨削劃傷微區進行檢測分析，則會發現不銹鋼磨削劃傷微區各元素的變化規律與磨削燒傷微區各元素的變化規律相似。表列出了耐酸不銹鋼1Crl9NillSi4A1Ti磨削燒傷和磨削劃傷微區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區分磨削燒傷與磨削劃傷，可認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域內。當磨削劃傷大量出現時，就可能產生磨削燒傷。 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。 實際上，平面磨床磨削不銹鋼時，也會出現一種較淺的劃傷，在劃痕中無上述涂覆物。這種劃傷主要是由磨粒凸出點、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形成的。 更多資料請量閱平面磨床公司網站：www.www.52doraemon.com.cn |
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