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零部件表面磨削烧伤的检测方法
时间:2019-08-27  点击:153次   来源:
在机械类产品中,很多重要零部件,如轴承、齿轮、曲轴、凸轮轴、活塞销和万向节等,在热处理之后均需经过磨削加工。磨削时单位切削面积上的功率消耗远远超过其他加工方法,所转化的大部分热量会进入工件表面,因此容易引起加工表面金相组织的变化。在工艺参数、冷却方法和磨料状态选择不当的情况下,工件在磨削过程中极易出现相当深的金相组织变化层(即“回火层”),并伴随出现很大的表面残余应力,甚至出现裂纹,这就是所谓的“磨削烧伤”问题。
 
磨削烧伤会降低材料的耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度,烧伤严重时还会出现裂纹。零部件的表面层烧伤将使产品性能和寿命大幅度下降,造成严重的质量问题,甚至根本不能使用。为此,生产企业一方面要通过执行正确、科学的工艺规范,减轻和避免出现磨削烧伤现象,另一方面还要加强对零部件的检验,及时发现不合格工件,并判断正在进行的磨削工艺状况。
 
淬火钢零件的磨削烧伤
 
淬火钢零件的磨削烧伤主要有两种形式:第一种是回火烧伤,第二种是淬火烧伤。
 
回火烧伤指当磨削区温度显著地超过钢的回火温度但仍低于相变温度时,工件表层出现回火屈氏体或回火索氏体软化组织的情况。
 
淬火烧伤。当磨削区温度超过相变温度Ac1时,工件表层局部区域就会变成奥氏体,随后受到切削液及工件自身导热的急速冷却作用而在表面极薄层内出现二次淬火马氏体,次表层则出现硬度大为降低的回火索氏体,这就是二次淬火烧伤。
 
以万向节十字轴为例,采用低碳合金钢渗碳淬火后轴颈表面硬度为58~64HRC,磨削加工后的轴颈表面不允许有烧伤。现有的磨削烧伤检测方法是:选择万向节十字轴试样,用线切割“纵截面”取样,胶木粉镶嵌,压制成金相样品,打磨、抛光切割面至镜面,用4%硝酸酒精腐蚀;在XJL217(4XC)倒置式光学金相显微镜下观察金相组织;采用HD21000显微硬度机在400倍金相显微镜下对各区域的组织进行观察,且测试显微硬度,载荷砝码300g,保持时间10s。对于检测结果若零件表层金相组织由正常的马氏体、残余奥氏体和碳化物局部转变为二次淬火的马氏体或高温回火的托氏体等情况时,则表明轴颈表面存在磨削烧伤现象。此方法检验周期长,操作程序繁杂,要求检验人员专业知识扎实,产品检测后无论是否合格都无法再使用。
 
此外,目前更加有效的无损检测方法是采用磁弹法,即巴克豪森效应检测表面磨削缺陷和热处理烧伤来检查零部件表面磨削烧伤。此方法完全无损,准确快速,避免酸洗。配备各种形状探头,可适合不同类型零件。设置报警限、计算机显示 。可检测:轴承、齿轮、曲轴、凸轮轴 、喷油嘴、活塞杆、飞机起落架等。
 
磨削烧伤检测仪技术参数

交流电源/电压90-260VAC,49-61Hz单相 
最大电流(冷起动下)115VAC时40A,230VAC时80A 
功率消耗(空电池充电时最大)150A 
正常最大功率消耗为100VA 
磁化频率:1.0-1000Hz 
磁化电压:0-16V 
分析过滤范围: 10-70 kHz 
70-200 kHz 
200-450 kHz 
电池可选 
最大通道数1 
外壳保护IP20 
操作湿度10-90%,不冷凝 
储存湿度10-90%,不冷凝 
操作温度0-40℃ 
气压高度3000米 
重量6千克

 
 
 
磨削烧伤工件分为四类:Ⅰ类磨削烧伤工件是指在工件非关键表面的回火型烧伤表面覆盖率<30%;Ⅱ类磨削烧伤工件是指在工件非关键表面的回火型烧伤表面覆盖率≥30%;Ⅲ类磨削烧伤工件是指在工件关键表面的回火型烧伤表面覆盖率<30%;Ⅳ类磨削烧伤工件是指在工件任何区域存在可见的二次淬火型烧伤。其中,所述的非关键表面是指工件的非滚动接触区域,工件所有滚动接触的支承表面均为关键表面。磨削加工生产过程中,对于第Ⅰ类、第Ⅱ类磨削烧伤工件应通知操作员及巡检员,查找原因并进行磨削加工改进;对于第Ⅲ类、第Ⅳ类磨削烧伤工件应通知操作员、巡检员和质量主管,对烧伤工件隔离并交废品库,同时查找原因,提出改进措施,再次做磨削烧伤试验,确认合格后才能够进行磨削加工生产。
 
 
 
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