河北熱煨彎頭表面層金相組織的變化及影響

1. 表面層金相組織變化與磨削燒傷的原因

機(jī)械加工過程中，在熱煨彎頭的加工區(qū)及其鄰近的區(qū)域，溫度會急劇升高，當(dāng)溫度超過熱煨彎頭 材料金相組織變化的臨界點(diǎn)時，就會發(fā)生金相組織變化。對于一般切削加工而言，溫度還不會上升到如此程度。但對于磨削加工來說，由于單位面積上產(chǎn)生的切削熱比一般切削方法要大幾十倍，當(dāng)溫度超過相變臨界點(diǎn)時，易使熱煨彎頭 表面層的金相組織發(fā)生變化，從而使表面層的硬度和強(qiáng)度下降，產(chǎn)生殘余應(yīng)力甚至出現(xiàn)微觀裂紋。這種現(xiàn)象稱為磨削燒傷，它嚴(yán)重影響了熱煨彎頭 的使用性能。

磨削燒傷時，表面會出現(xiàn)黃、褐、紫、青等燒傷色。這是熱煨彎頭 表面在瞬時高溫下產(chǎn)生的氧化膜顏色。不同的燒傷色表明燒傷的程度不同。較深的燒傷層雖然在好后的光磨時磨去了燒傷色，但燒傷層并未完全去除，這會給熱煨彎頭 帶來隱患。

例如，磨悴火鋼時，在熱煨彎頭 表面層上形成的瞬時高溫將使表面金屬產(chǎn)生以下三種金相組織變化：

( I )  如果熱煨彎頭 表面溫度未超過相變溫度  , ( 一般中碳鋼為 820 屯），但超過馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度

（一般中碳鋼為 300 屯），這時馬氏體將轉(zhuǎn)變?yōu)橛捕容^低的同火屈氏體或索氏體，這叫回火燒傷。

(2 )當(dāng)熱煨彎頭 表面溫度超過相變溫度,'如果這時有充分的切削液，在切削液的急冷作用下，熱煨彎頭 會出現(xiàn)二次悴火馬氏體，其硬度比回火馬氏體高，但很薄，只有幾微米厚，其下為硬度較低的回火索氏體和屈氏體，導(dǎo)致表面層總的硬度降低，這稱為悴火燒傷。

(3)當(dāng)熱煨彎頭 表面層溫度超過相變溫度A.,'則馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，如果這時無切削液，則表面硬度急劇下降，熱煨彎頭 表層被退火，這種現(xiàn)象稱為退火燒傷。干磨時很容易產(chǎn)生這種現(xiàn)象。

1. 磨削燒傷的改善措施

磨削熱是造成燒傷的根源，故改善磨削燒傷可有兩個途徑：一是盡可能減少磨削熱的產(chǎn)生，二是改善冷卻條件，盡量使產(chǎn)生的熱量少傳入熱煨彎頭 。

(l ) 合理選擇磨削用量。磨削深度增加時，熱煨彎頭 表面及表面層不同深度的溫度升高，燒傷會增加。熱煨彎頭 縱向進(jìn)給量J越大，砂輪與熱煨彎頭 表面接觸時間相對減少，因而熱的作用時間減少，散熱條件得到改善，熱煨彎頭 表面和表面層各深度的溫度均下降，故可減輕燒傷。增加熱煨彎頭 速度時，磨削區(qū)表面溫度增高，但熱源作用時間減少，因而可減輕燒傷。因此，為了減輕燒傷而同時又能保持高的生產(chǎn)率，一般選用較大的熱煨彎頭 速度和較小的磨削深度產(chǎn)同時 ，為了 彌補(bǔ)熱煨彎頭 速度增大造成表面粗糙度值增大的缺陷 ，可以 提高砂輪速度。實(shí)踐證明，同時提高砂輪速度,和熱煨彎頭 速度可以避免燒傷。

(2 )砂輪的選擇。對于硬度太高的砂輪，鈍化砂粒不易脫落，容易產(chǎn)生燒傷，因此用軟砂輪較好。砂輪結(jié)合劑好好采用具有一定彈性的材料，如樹脂、橡膠等，一般來說，選用粗粒度砂輪磨削，不容易產(chǎn)生燒傷。

(3 )冷卻條件。采用切削液帶走磨削區(qū)的熱量可以避免燒傷。目前常用的冷卻方法效果較差，由于高速旋轉(zhuǎn)的砂輪表面上產(chǎn)生強(qiáng)大氣流層，實(shí)際上沒有多少切削液能進(jìn)人磨削區(qū),因此采取有效的冷卻方法有其重要意義主要措施有：

@采用高壓大流量冷卻，既可增強(qiáng)冷卻作用，又可沖洗砂輪表面，但機(jī)床須配置防護(hù)罩，防止冷卻液四處飛濺。

＠采用噴霧冷卻，壓縮空氣使冷卻液霧化，并以高速噴入磨削區(qū)，霧化了的冷卻液在汽化時帶走大量的熱量，但這需要一套專用設(shè)備。

＠內(nèi)冷卻法是將冷卻液送到砂輪內(nèi)腔，砂輪高速旋轉(zhuǎn)時，靠離心力使冷卻液通過砂輪的孔隙被甩出來，冷卻液可直接進(jìn)入磨削區(qū)。采用內(nèi)冷卻法要求使用多孔砂輪，對冷卻液應(yīng)仔細(xì)過濾，以免堵塞砂輪孔隙。

比較簡單的方法是在噴嘴上設(shè)置擋板，并使它緊貼砂輪表面，擋板可以減輕砂輪圓周表面上高壓氣流的影響，使冷卻液能順利進(jìn)入磨削區(qū)。