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    CBN砂轮磨削深度对渗碳淬火钢表面质量的影响.pdf

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    CBN砂轮磨削深度对渗碳淬火钢表面质量的影响.pdf

    第 38 卷 第 6 期2013 年 6 月HEAT TREATMENT OF METALSVol. 38 No. 6June 2013CBN 砂轮磨削深度对渗碳淬火钢表面质量的影响陈六三 , 张兴权 , 汪世益 , 佘建平 , 李 欢 安徽工业大学 机械工程学院 , 安徽 马鞍山 243002摘要 用 CBN 砂轮对渗碳淬火 20Cr 钢进行了磨削试验 , 研究了不同磨削深度对工件表面层硬度 、残余应力 、表面形貌及组织的影响 。结果表明 , 工件表面质量是由砂轮磨削时产生的磨削力和磨削热对工件共同作用的结果 , 随磨削深度的增加 , 表层硬度逐渐降低 , 残余应力由压应力转化为拉应力 ; 当磨削深度为 0.15 mm 时 , 工件严重烧伤 , 组织由回火马氏体转化为屈氏体 , 组织内部产生空洞 , 表面出现微裂纹 。关键词 CBN 砂轮 ; 渗碳淬火钢 ; 磨削深度 ; 表面形貌 ; 显微组织 ; 残余应力 ; 硬度中图分类号 TG115.58 文献标志码 A 文章编号 0254-6051 2013 06-0089-04Effect of CBN wheel grinding depth on surface quality ofcarburized and quenched steelChen Liusan, Zhang Xingquan, Wang Shiyi, She Jianping, Li Huan School of Mechanical Engineering, Anhui University of Technology, Maanshan Anhui 243002, ChinaAbstract Grinding experiments was carried out on the surface of carburized and quenched 20Cr steel with CBN grinding wheel. Effects ofgrinding depth on surface quality, including micro-hardness, surface morphology, residual stress and microstructure were investigated. Theresults show that the surface quality of the sample is affected by the coupling action of the grinding forces and grinding temperature during thegrinding process. With the grinding depth increasing, hardness of the sample surface decreases gradually, and residual stress transforms fromcompressive to tensile. When the depth reaches 0. 15 mm, the surface is burnt seriously, microstructure of the material transforms fromtempered martensite into troostite. Some voids are found in structure, and some micro-cracks appear in the burn surface.Key words CBN grinding wheel; carburized and quenched steel; grinding depth; surface morphology; microstructure; residualstress; hardness收稿日期 2013-02-20基金项目 安徽省自然科学基金 090414156作者简介 陈六三 1989 , 男 , 安徽安庆人 , 硕士研究生 , 主要从事材料表面加工与改性研究 。联系电话 0555-2311565, E-mail clswss163. comCBN 砂轮是超硬切削材料之一 , 它是氮与硼的化合物 , 其化学惰性强 、导热性强 、热稳定性好 , 硬度仅次于金刚石 , 是普通磨料刚玉硬度的 2 倍 , 机械强度相当于碳化硅磨料的 2 倍多 ; 砂轮磨耗极小 , 耐用度较长 ,使用时不需要频繁的修整砂轮 ; 与碳元素亲和力小 , 能够磨削加工高硬度的黑色金属 , 不容易磨削裂纹[ 1-3]。CBN 砂轮磨削加工是当今精密磨削加工技术研究的热点之一 , 日本学者 Tsujigo 最早对此开展研究[ 4], 我国学者对该技术的研究尚处在起步阶段 , 阎秋生等对 CBN 砂轮制造及其在磨削过程中磨削力等特性进行了研究[ 5], 康仁科对 CBN 砂轮磨削加工过程中磨削液的作用进行了研究[ 6], 陈涛等对 CBN 砂轮磨削的表面粗糙度进行了研究[ 7], 修世超对快速点磨削CBN 砂轮磨损特性进行了研究[ 8], 黄大宇等采用 CBN砂轮对并条机牵伸罗拉斜齿顶面磨削进行了研究[ 9],丁文峰等对耐热镍基合金进行了研究[ 10-11], 对于工程中常用的高硬度渗碳淬火钢 CBN 砂轮的磨削加工 , 至今鲜见文献报道 。本文采用 CBN 砂轮对 20Cr 渗碳淬火钢进行磨削 , 研究了在缓慢进给下砂轮的进给量对磨削层表面质量的影响 , 为寻求优化的 CBN 砂轮磨削热敏感较高的淬火钢磨削加工工艺提供理论依据及参考 。1 试验材料与方法试验材料为 20Cr 渗碳淬火钢 , 渗碳深度为 2. 0 ~2. 4 mm, 试样大小为 50 mm 20 mm 12 mm。砂轮为陶瓷结合剂 , 粒度为 80/100, 浓度为 125, 砂轮直径370 mm, 砂轮宽度 25 mm, 径向磨料层厚度 5 mm。磨削工艺条件如表 1。表 1 磨削工艺条件Table 1 Grinding conditions切削速度vc/ ms-1进给速度vf/ mmin-1切削深度ap/mm磨削方式 冷清方式30 0.2 ~0.6 0.01 ~0.15 切入式磨削 干磨削90 第38 卷试样磨削后 , 沿磨削表面垂直方向切取试样 , 表面形貌用光学显微镜 OLYMPUSBX51M 观察 , 试样经抛光腐蚀处理 , 用 HVS-1000 型数字显微硬度计测量硬化层的显微硬度 , 加载砝码 500 g, 保压时间 20 s。磨削方向残余应力 σ 的测定在 X-350A 型 X 射线应力测定仪上采用腐蚀剥层法进行 , 经镶嵌后研磨抛光 , 制成金相试样 , 用 4 硝酸酒精溶液腐蚀 , 采用 JXA-840A型扫描电镜观察硬化层显微组织 。2 试验结果与讨论2.1 硬度的变化图 1 为 20Cr 渗碳淬火钢不同磨削深度下的磨削表面硬度分布情况 。可见 , 随磨削深度加大 , 磨削表面硬度值下降 , 磨削影响区深度加深 。图 1 不同磨削深度下试样的硬度分布Fig.1 Hardness profile of the testedsample under different grinding depths磨削的本质是工件表层材料在砂轮磨粒的挤压 、刻划下 , 断裂成为切屑 。在磨削过程中 , 磨粒切入工件 , 使磨粒前方受挤压的金属向两边流动 , 在工件表面耕犁出沟槽 , 而沟槽两侧微微隆起 , 产生塑形变形 , 使晶体间产生剪切滑移 , 晶格发生拉长 、扭曲和破碎而得到强化 , 材料的硬度和强度升高 ; 同时砂轮的磨粒和工件表面材料存在剧烈的挤压和摩擦 , 磨削区产生热 , 使工件温度升高[ 12], 材料歪扭的晶格局部得到恢复 , 降低了硬化作用的效果 , 使材料得到回复 , 当工件温度到达一定值时 , 材料就会发生再结晶 , 此时由于强化而改变的表面层物理力学性能几乎可以完全恢复 , 如果磨削区温度超过了马氏体转变温度 , 材料强度和硬度将进一步下降 。当磨削深度 ap为 0. 01 mm 时 , 磨削产生热量较少 , 磨削温度较低 , 磨粒对材料挤压所产生的冷作硬化起主导作用 , 使表层材料得到强化 , 硬度升高 , 表面硬度高达 765 HV0.5。当磨削深度 ap为 0.02 mm 时 , 磨削区的温度进一步升高 , 使受强化材料的回复程度得到加强 , 然而冷作硬化仍然起主导作用 , 此时表层硬度仍然比基体高 基体硬度 570 HV0. 5 ; 当磨削深度 ap大于 0. 03 mm 时 , 磨削产生的热较多 , 磨削温度起了主导作用 , 由于温度的影响使表面层的回火马氏体产生弱化 , 并与塑性变形产生的冷作硬化现象综合作用 ,使表层的硬度要比基体硬度低 。当磨削区温度高于马氏体转变温度 , 低于相变温度而使表面层马氏体回火产生回火烧伤 , 转化成硬度降低的回火组织 索氏体或屈氏体 ; 当磨削区的温度达到材料相变温度 , 材料会发生相变 , 马氏体转化为奥氏体 , 而再往里层则硬度又逐渐升高直至未受热影响的基体组织 。2.2 残余应力磨削加工时 , 表层金属产生强烈的塑性变形 , 即所谓的冷态塑性变形 。沿切削速度方向表面产生拉伸变形 , 晶粒被拉长 , 金属密度会下降 , 即比容增大 , 而里层材料则阻碍这种变形 , 因而在表面层产生残余压应力 ,在里层则产生残余拉应力 , 工件表面层中将残留相互平衡的残余应力 。另外 , 磨削加工时 , 磨粒和材料之间剧烈摩擦使磨削区生成大量热 , 并由工件表面向内部传导 , 表层磨削区温度最高 , 沿厚度方向梯度减小 。磨削加工结束后 , 工件冷却至室温 。如磨削加工的温度达到塑性温度以上 , 表层产生了热塑性变形 , 表层体积因温度升高而膨胀 。磨削后冷却 , 材料体积回缩 。工件表层经过了热塑性变形以及体积膨胀和收缩变化 ,使表层产生了拉应力 , 内部产生了不大的压应力 。如果磨削区温度达到材料相变温度 , 材料会发生相变 。由于不同显微组织有不同比容 , 表面层的组织变化造成了体积变化 , 使表层应力值进一步发生变化 。磨削加工后的表面层残余应力及其分布 , 是上述 3 方面因素综合作用的结果 , 在一定条件下 , 其中某一或二种因素可能起主导作用 。切削时切削热不多则以冷态塑性变形为主 , 若切削热多则以热态塑性变形为主 。图 2 不同磨削深度下试样残余应力分布Fig.2 Residual stresses profile of the testedsample under different grinding depths图 2 所示为不同磨削深度下 , 即上述 3 类磨削条第 6 期 陈六三 , 等 CBN 砂轮磨削深度对渗碳淬火钢表面质量的影响 91件下 , 试样表面层残余应力分布 。可见 , 表面层残余应力随磨削深度的不同而不同 。当磨削深度 ap为 0.01 ~0.02 mm 时 , 磨削条件产生浅而小的残余压应力 , 此时温度影响较小 , 没有组织变化 , 主要是塑性变形在起主导作用 。当磨削深度 ap为 0.05 mm 时 , 则产生深而大的拉应力 , 主要是由于热态塑性变形和组织变化的影响在起主要作用 。2.3 表面形貌CBN 砂轮在不同磨削深度条件下磨削 , 试样表面形貌如图 3 所示 。可以看出 , 当磨削深度 ap为 0.01 mm时 , 工件表面加工纹理清晰 、规整 , 基本上是磨粒耕犁 、切削纹路 , 犁沟两侧虽有金属翻起 , 但变形不严重 , 同时试样表面有大量黑色细小颗粒状异物滞留 , 经PHOENIX-60S 能谱仪检测为氧化铁 , 是砂轮上的磨屑局部脱落粘附或冷焊在已加工表面上而造成的 ; 当磨削深度 ap为 0. 03 ~0. 05 mm 时 , 随着磨削深度加大 ,强烈切削和摩擦产生大量热 , 使磨削区温度很高 , 材料被软化 , 磨削时与磨粒底部和边缘接触部位工件材料同时发生塑性流动 , 这时磨削纹路不再清晰 , 犁沟两侧隆起 , 翻卷严重 ; 当磨削深度 ap为 0.07 mm 时 , 磨削表面挤压变形更加严重 , 高温下金属材料受到砂轮的挤压和摩擦作用 , 导致表面出现极为严重的流动涂覆痕迹 , 挤压变形的金属几乎将磨削纹路全部掩盖 , 出现大块冲积状的涂覆区域 , 工件出现淡黄色烧伤颜色 ; 当磨削深度 ap为 0. 15 mm 时 , 磨削生成的热使工件烧伤 ,工件表面出现黑色烧伤颜色 , 砂轮局部表面的气孔被堵塞 , 与工件的新生表面发生剧烈摩擦 , 摩擦热使局部的摩擦界面及切屑处于溶融状态 , 这时试样表面局部可见融化痕迹 , 工件冷却收缩后 , 表面出现残余拉应力 , 当残余拉应力超过材料的强度极限时 , 零件表面就会出现裂纹 , 如图 3 f 所示 。磨削裂纹一般较浅 , 大多垂直于磨削方向 。图 3 不同磨削深度下试样表面形貌 a ~ e 及表面磨削裂纹 fFig.3 Surface morphologies a ~ e and grinding cracks f of the tested sample under different grinding depths a 0.01 mm; b 0.03 mm; c 0.05 mm; d 0.07 mm; e 0.15 mm; f surface cracks2.4 表面显微组织磨削深度为 0. 01 mm 和 0. 15 mm 时 , 试样表层显微组织如图 4 所示 。可以清楚地看到 , 磨削深度为 0. 01 mm 时 , 表层仍然保持细密的回火马氏体组织 , 因此试件表面保持较好的物理力学性能 。磨削深度为 0. 15 mm 时 , 在磨削热的作用下 , 组织中的相颗粒明显粗化 , 表层的组织由回火马氏体转变为屈氏体 , 材料的强度及塑性均随晶粒的变大而减弱 , 削弱了淬火钢的物理力学性能 。而且磨削过程中由热塑性变形和相变产生的巨大拉应力使材料断裂 , 在其内部产生了孔洞 , 成为疲劳裂纹源 。在外部循环载荷作用下 , 孔洞容易相互连接贯通形成微裂纹 , 微裂纹进一步扩展形成宏观裂纹 , 从而降低了材料抗疲劳性能 。92 第38 卷图 4 不同磨削深度磨削后工件表层显微组织Fig.4 Surface microstructure of the tested samplegrinded with different depths a 0.01 mm; b 0.15 mm3 结论1 渗碳淬火钢随磨削深度的增加 , 表面硬度降低 ; 当磨削深度为 0. 01 ~ 0. 02 mm 时 , 表面残余应力为压应力 , 当磨削深度大于 0. 03 mm 时 , 表面残余应力为拉应力 。2 随磨削深度的增加 , 渗碳淬火钢表面磨痕逐渐模糊 。当磨削深度为 0.01 ~0.02 mm 时 , 表面磨痕清晰规整 , 组织为回火马氏体 ; 当磨削深度为 0. 03 ~0.05 mm 时 , 表面磨削纹路不再清晰 ; 磨削深度为0.07 mm 时 , 磨削表面挤压变形严重 , 出现严重的流动涂覆痕迹 ; 磨削深度为 0.15 mm 时 , 工件表面严重烧伤 ,组织由回火马氏体转变为屈氏体 , 材料抗疲劳性降低 。参考文献 [ 1] 瞿晓波 , 李艳玲 , 鲁 涛 , 等 . 陶瓷结合剂 CBN 砂轮在凸轮轴加工中的应用 [ J] . 金刚石与磨料磨具工程 , 2008, 166 4 70-73.[ 2] Malkin S. Current trends in CBN grinding technology[ J] . Ann CIRP,1985, 34 2 557-563.[ 3] Smith Leonard I, Tsujigo Yasuo. Analysis of CBN grinding[ J] . CuttingTool Engineering, 1977, 29 5/6 49-60.[ 4] 许鸿翔 , 王爱香 , 李双喜 , 等 . 渗碳淬火齿轮磨削烧伤成因分析及改善措施 [ J] . 金属热处理 , 2011, 36 9 99-111.[ 5] 阎秋生 , 张自强 , 庄司克雄 , 等 . 新型小直径端面 CBN 砂轮开发及其磨削性能研究 [ J] . 机械工程学报 , 2002, 38 6 106-111.[ 6] 康仁科 , 原京庭 . 陶瓷结合剂 CBN 砂轮磨削难加工材料时磨削液的作用 [ J] . 西北工业大学学报 , 2000, 18 4 527-530.[ 7] 陈 涛 , 盛晓敏 , 红 武 . CBN 砂轮超高速磨削条件下加工表面粗糙度的实验研究 [ J] . 制造技术与机床 , 2007 5 50-63.[ 8] Xiu Shichao, Cai Guangqi. Model of side contact layer and wearperformance of CBN wheel in quick-point grinding process[ J] . Journalof Mechanical Engineering, 2010, 46 3 187-192.[ 9] 黄大宇 , 王晓璐 . 并条机牵伸罗拉斜齿顶面 CBN 砂轮磨削加工[ J] . 纺织学报 , 2008, 29 3 110-113.[ 10] Yoshio Ichida, Ryunosuke Sato, Yoshitaka Morimoto. 用超细 CBN 磨料磨削超耐热合金 [ J] . 金刚石与磨料磨具工程 , 2004, 143 5 31-36.[ 11] Ding Wenfeng, Xu Jiuhua, Chen Zhenzhen, et al. Grindability andsurface integrity of cast nickel-based superalloy in creep feed grindingwith brazed CBN abrasive wheels[ J] . Chinese Journal of Aeronautics,2010, 23 4 501-510.[ 12] 刘菊东 , 王贵成 , 陈康敏 , 等 . 40Cr 钢外圆磨削表面淬硬层的组织 [ J] . 金属热处理 , 2007, 32 2 檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴53-57.第十一届全国真空热处理年会 征文通知经中国机械工程学会真空热处理技术委员会和真空炉技术委员会决定于 2013 年 8 ~9 月召开 第十一届全国真空热处理年会 , 会议期间同时举办 真空热处理设备和工艺研讨会 , 现征集会议论文 。一 、论文内容 1. 国内外各类真空热处理工艺 热处理 、烧结 、钎焊 、渗碳 、渗氮等 新技术 ;2. 真空热处理技术的基础理论研究以及在生产中的实际应用 ;3. 国内外各类真空热处理设备 单室 、双室 、三室 、周期 、连续炉等 的改进及发展趋势 ;4. 真空炉的配套技术 真空泵 、变压器 、温控电控仪表 、冷却系统 气 、液氮 、循环水系统 、加热保温材料等 革新及经验介绍 。二 、论文要求 1. 论文请于 2013 年 8 月 15 日前发电子邮件至委员会秘书处 。2. 来稿要求使用 word 软件编辑 , 论点鲜明 、论据充分可靠 , 图文并茂 , 每篇文章不超过 6000 字 。3. 请作者自留底稿 , 并请作者提供详细的通讯地址 、联系电话 。所收稿件经编审后 , 在年会中交流 。优秀文章将推荐在 金属热处理 杂志发表 。联系人 丛培武 电话 010 62920649、13910936320 传真 010 62920649电子邮箱 congpeiwu126. com 邮件主题请标明 “年会论文 ”地址 北京机电研究所 北京海淀区学清路 18 号 100083

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