根據進口軸承作業外表磨削蛻變層的構成機理,影響進口軸承磨削蛻變層的主要因素是磨削熱和磨削力的效果。
首先,磨削熱
在磨削加工中,砂輪和工件觸摸區內,消耗大量的能,從而產生了大量的磨削熱,構成磨削區的部分瞬時高溫。運用線狀運動熱源傳熱理論公式推導、核算或使用紅外線法和熱電偶法實測驗驗條件下的瞬時溫度,可發現在0.1~0.001ms內磨削區的瞬時溫度可高達1000~1500℃。就這樣的瞬時高溫,足以使作業外表必定深度的外表層發生高溫氧化,非晶態組織、高溫回火、二次淬火,甚至燒傷開裂等多種變故。
①外表氧化層
瞬時高溫效果下的鋼外表與空氣中的氧影響,升成極薄(20~30nm)的鐵氧化物薄層。值得注意的是氧化層厚度與外表磨削蛻變層總厚度測驗結果是呈對應關聯的。大概的說明了其氧化層厚度與磨削工藝直接關聯,成為了磨削質量的重要標志。
②非晶態安排層
磨削區的瞬時高溫使工件外表到達熔融狀況時,熔融的金屬分子流又被均勻地涂敷于作業表面,且被基體金屬以極快的速度冷卻,從而構成了較薄的一層非晶態組織層。它擁有較高的硬度與耐性,但它只要10nm左右,較容易在精細磨削加工中被去除。
③高溫回火層
磨削區的瞬時高溫能使外表必定深度(10~100nm)內被加熱到高于工件回火加熱的溫度。在沒有到達奧氏體化溫度的情況下,隨著被加熱溫度的提高,其外表逐層將發生與加熱溫度相對應的再回火或高溫回火的安排轉變,硬度也自然而然的下降了。加熱溫度越高,硬度下降也就越嚴重了。
④二層淬火層
當磨削區的瞬時高溫將工件外表層加熱到奧氏體化溫度(Ac1)以上時,則該層奧氏體化的安排在隨后的冷卻過程中,又被從頭淬火成馬氏體安排。凡有二次淬火燒傷的工件,其二次淬火層之下必定是硬度極低的高溫回火層。
⑤磨削裂紋
二次淬火燒傷將使工件外表層應力改變。二次淬火區處于受壓狀態,其下面的高溫回火區材料存在著大的拉應力,這里是有可能發生裂紋核心處。裂紋較容易沿原始的奧氏體晶界傳達。嚴重的燒傷會導致整個磨削外表出現裂紋(多呈龜裂)從而較容易導致工件報廢等情況發生。
其次,磨削力構成的蛻變層
在磨削過程中,工件外表層將受到砂輪的切削力、緊縮力和摩擦力的效果。尤其是后兩者的效果,使工件外表層構成方向性很強的塑性變形層和加工硬化層。這些蛻變層必然影響外表層剩余應力的改變。
①冷塑性變形層
在磨削過程中,每一刻磨粒就相當于一個切削刃。但在多方處境之下,切削刃的前角為負值,磨粒除切削效果之外,就是使工件外表接受擠壓效果(耕犁作用),使工件外表留下明顯的塑性變形層。這種變形層的變形程度將隨著砂輪磨鈍的程度和磨削進給量的增大而增大。
②熱塑性變形(或高溫性變形)層
磨削熱在作業外表構成的瞬時溫度,使必定深度的工件外表層彈性極限急劇下降,以致到達了彈性消失的水準。此刻作業外表層在磨削力,尤其是緊縮力和摩擦力的作用下,引起的自在擴展,受到基體金屬的約束,外表被緊縮(更犁),在外表層構成了塑性變形。高溫塑性變形在磨削工藝不變的情況下,隨工件外表溫度的升高而增大了。
③加工硬化層
有時用顯微硬度法和金相法可看到,由于加工變形導致的外表層硬度上升。
除磨削加工之外,鑄造和熱處理加熱所構成的外表脫碳層,再以后的加工中若沒有被徹底去向,殘留于工件外表也將構成外表軟化蛻變,促進進口軸承的早期失效了。
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