磨削裂纹产生原因及预防措施
磨床磨削裂纹原因的分析与对策
磨床磨削裂纹的产生原因分析与对策分析磨削裂纹的产生原因，与磨削前各加工过程所产生的缺陷，如材料表层中存在网状碳化物、非金属夹杂、组织疏松、成分偏析、晶界上的淬火变形等有关；裂纹通常与烧伤同时出现。
当工件表层的残余拉应力超过材料的抗拉强度时，就会产生磨削裂纹。
磨削裂纹的产生原因和减小磨削裂纹的方法如下：1、正确选用砂轮，例如可采用颗粒较粗、较软、组织较疏松的砂轮；保证修整后砂轮的锋利。
2、保证磨削时的冷却条件，设法使冷却液能有效地渗透到工件的磨削区中。
3、合理选择磨削用量，例如提高工件的转速，采用较小的径向进给量等。
磨削时如果磨削工艺参数选择或操作不当，工件表面温度达到150~200度时表面因马氏体分解，体积缩小，而中心马氏体不收缩，使表层承受拉应力而开裂，产生的裂纹会与磨削方向垂直，裂纹相互平行。
当磨削温度在200度以上时，表面由于产生索氏体或托氏体，这时表层发生体积收缩，而中心则不收缩，使表层拉应力超过脆断抗力而出现龟裂现象。
4、工件表面渗层碳浓度过高，会使工件表面产生过多的残余奥氏体．从而容易导致产生烧伤和裂纹。
因此，表面碳浓度增加，则降低了磨削性能，一般表面碳浓度应控制在0.75％-0.95％范围以内。
5、碳化物分布应均匀，粒度平均直径不大于0.001m；碳化物形态应为球状、粉状或细点状沿网分布，不允许有网状或角状碳化物。
6、热处理时．表面或环境保护不当会产生表面氧化，这样在工件上就会产生一层薄的脱碳层，这层软的脱碳层会引起砂轮过载或过热，从而造成表面回火，工件磨削时容易出现裂纹。
7、如果冷却不充分，磨削时零件表面温度有时可能高达820~840度或更高，则由于磨削形成的热量足以使表面薄层重新奥氏体化，并再次淬火而形成淬火马氏体，表面形成二次淬火的金相组织。
此外，磨削形成的热量使零件表面温度升高极快，这种组织应力和热应力导致磨削表面出现磨削裂纹。
8、使用金刚滚轮修整砂轮的内滚道磨床加工的零件有裂纹，还与配置的金刚滚转速、转向、金刚石的粒度、磨损情况、修砂轮时电主轴的转速、修砂轮时与滚轮磨合停留的时间等因素有关。
磨削裂纹产生的原因及措施
磨削裂纹产生的原因及措施淬火工件磨削加工过程中，磨削部位容易产生浅、细长、肉眼几乎无法辨别的磨削裂纹，常见的磨削裂纹有三种形状：龟裂或网状裂纹、直线状和弧状。
磨削裂纹产生的原因是：1、热处理热处理过程中，淬火温度高，产生过热组织；回火不充分，存在较大的内应力和较多的残余奥氏体；渗碳件渗碳层中的网状碳化物析出严重等，造成工件在后续磨削过程中产生磨削裂纹。
2、冷却磨削过程中，工件表面瞬间温度高达820℃，冷却不充分时，磨削产生的热量会使磨削表面薄层重新奥氏体化，随后在自身基体的激冷作用下，再次淬火为马氏体，表面层产生附加的组织应力，磨削是交替重复过程，累计的拉应力超过工件表面抗拉强度时，会产生龟裂或网状裂纹。
3、磨削过程中进刀量过大磨削进刀量太大，温度剧烈升高，表层达到约300℃左右，则发生第二次收缩，产生第二种磨削裂纹；与磨削方向基本垂直的、有规则排列条状裂纹。
如果局部严重磨削烧伤出现，则产生弧形裂纹。
4、磨料选择砂轮磨料种类有刚玉、碳化硅、金刚石、氮化硼等，当选择的与工件不匹配时，会产生裂纹。
磨削裂纹的控制措施是：1、正确操作热处理时严格按工艺规程操作；建立磨削加工操作规程，严格控制磨削进刀量，磨削时冷却充分；操作正应注意工作经验的总结。
2、砂轮选择1）尽可能选用锋利的砂轮，切削速度快，磨削效率高，磨削表面不易过热。
2）正确选择砂轮结构和硬度级别，以获得自由磨削效应。
3）陶瓷和金属作粘结剂的砂轮，适用于磨削热较高的场合；树脂粘结砂轮，适用磨削热较小的场合。
脆性较大的粘结剂，磨粒容易脱落，有利于使砂轮保持锐利状态。
4）SiC磨料磨削钢和铁基耐热合金时，产生强烈的化学磨损，刚玉类磨料磨削钢时无此反应。
相反，刚玉类磨料磨削玻璃、硅酸盐类陶瓷涂层时，会产生强烈的化学反应，SiC磨料无此反应。
3、如果已产生磨削裂纹，如果未超过加工余量，可进行多次低温回火，去除磨削应力，再按正确的磨削加工方法加工，磨去裂纹深度进行挽救。
磨床磨削裂纹原因的分析与对策
磨床磨削裂纹的产生原因分析与对策分析磨削裂纹的产生原因，与磨削前各加工过程所产生的缺陷，如材料表层中存在网状碳化物、非金属夹杂、组织疏松、成分偏析、晶界上的淬火变形等有关；裂纹通常与烧伤同时出现。
当工件表层的残余拉应力超过材料的抗拉强度时，就会产生磨削裂纹。
磨削裂纹的产生原因和减小磨削裂纹的方法如下：1、正确选用砂轮，例如可采用颗粒较粗、较软、组织较疏松的砂轮；保证修整后砂轮的锋利。
2、保证磨削时的冷却条件，设法使冷却液能有效地渗透到工件的磨削区中。
3、合理选择磨削用量，例如提高工件的转速，采用较小的径向进给量等。
磨削时如果磨削工艺参数选择或操作不当，工件表面温度达到150~200度时表面因马氏体分解，体积缩小，而中心马氏体不收缩，使表层承受拉应力而开裂，产生的裂纹会与磨削方向垂直，裂纹相互平行。
当磨削温度在200度以上时，表面由于产生索氏体或托氏体，这时表层发生体积收缩，而中心则不收缩，使表层拉应力超过脆断抗力而出现龟裂现象。
4、工件表面渗层碳浓度过高，会使工件表面产生过多的残余奥氏体．从而容易导致产生烧伤和裂纹。
因此，表面碳浓度增加，则降低了磨削性能，一般表面碳浓度应控制在0.75％-0.95％范围以内。
5、碳化物分布应均匀，粒度平均直径不大于0.001m；碳化物形态应为球状、粉状或细点状沿网分布，不允许有网状或角状碳化物。
6、热处理时．表面或环境保护不当会产生表面氧化，这样在工件上就会产生一层薄的脱碳层，这层软的脱碳层会引起砂轮过载或过热，从而造成表面回火，工件磨削时容易出现裂纹。
7、如果冷却不充分，磨削时零件表面温度有时可能高达820~840度或更高，则由于磨削形成的热量足以使表面薄层重新奥氏体化，并再次淬火而形成淬火马氏体，表面形成二次淬火的金相组织。
此外，磨削形成的热量使零件表面温度升高极快，这种组织应力和热应力导致磨削表面出现磨削裂纹。
8、使用金刚滚轮修整砂轮的内滚道磨床加工的零件有裂纹，还与配置的金刚滚转速、转向、金刚石的粒度、磨损情况、修砂轮时电主轴的转速、修砂轮时与滚轮磨合停留的时间等因素有关。
如何防止磨削裂纹的产生
科技视界Science &Technology VisionScience &Technology Vision 科技视界0引言目前,低碳合金钢大量被机械制造行业制造成重要零件使用在机器各主要传动部位,低碳合金钢经渗碳淬火热处理后,表面硬度可达到56-62HRC,提高零件使用寿命的同时给冷加工带来了一定的难度,尤其是磨削裂纹的产生给磨削加工带来了挑战。
正常情况下磨削零件外圆不会产生裂纹,磨削端面时经常出现批量磨削裂纹(外圆磨床靠磨工件端面)。
(附图)磨削后即出现小量裂纹,放置一天后裂纹数量和大小均增长.一天以后裂纹不再继续变化,出现裂纹以后重新磨削零件,裂纹沿原来的方向继续加深,深度在0.05-0.20mm 左右。
影响渗碳件磨削裂纹的因素一是回火充分与否,二是渗碳金相组织。
实验发现,不回火和回火不充分的渗碳件出现磨削裂纹的几率大,同时发现不回火件在相同磨削条件下,磨削时颜色变化比回火充分者快。
因此,回火时装炉量要适当,确保气流均匀流过工件,并保证回火时间。
渗层的金相组织为碳化物、马氏体及残余奥氏体。
粗大的马氏体本身有微裂纹,并且脆性大,易促进磨削裂纹的形成。
残余奥氏体因磨削温度升高再冷却时可能发生马氏体转变,增加内应力,也是促进磨削裂纹的因素。
碳化物本身硬而脆,导热性低,磨削时易脱落。
正常的碳化物级别对磨削裂纹影响不大。
防止磨削裂纹要控制马氏体级别。
如果渗层的马氏体、残余奥氏体及碳化物的金相级别符合有关行业标准,而且回火充分的话,出现磨削裂纹的责任不在热处理而在磨削工序。
所以一旦出现磨削裂纹首先在磨削上找原因。
1磨削裂纹产生原因及预防措施磨削裂纹的产生原因主要有磨削工序、热处理工序和材料这三个因素综合作用的结果,所以下面就从这几个方面进行详细阐述如何防止磨削裂纹的产生。
热处理方面:淬火后工件中的马氏体组织处于一种膨胀状态是产生磨削裂纹的根本原因之一,有应力存在,要减少和消除这种应力,应进行去应力回火即淬火后应马上进行回火处理。
磨削裂纹的产生与防止
切深以 ０．０２ｍｍ为宜。，并增加对砂轮刃口的修磨次数。
发现粗磨的初始阶段是磨裂的关键时刻，绝大多数裂纹是在这阶段产生的，如初始阶段未产生裂纹，随
后即使采用更大的磨削用量，也不会形成裂纹。相反，初始阶段已发现磨裂，随后即使改用更小的切深量
（０．０１～０．０２ｍｍ），往往也难以把裂纹磨除。此时施行 １６０～２００℃，８～１２ｈ低温回火，会顺利地把裂纹
火（＜Ａｃ１）烧伤区呈暗黑色（黑斑、黑烧伤），在二次淬火（＞Ａｃ１）烧伤区呈亮白色（白斑、“白烧伤”），磁粉探 伤无法显示烧伤。较严重的裂纹显龟甲状（封闭网络状），其深度大致为 ０．０３～０．１５ｍｍ，用酸浸蚀，裂纹显
而易见。第二种磨削裂纹是典型的表面裂纹，其垂直深度一般不超过 ０．５ｍｍ，最浅的仅 １０～２０μｍ，而深的
减少磨削热的产生）、合理选用和修整砂轮、采用良好的冷却措施、磨削分两步进行（粗磨和精磨）。充分消
除内应力后磨削。凡是砂轮太细、太钝、太硬、进刀量太大、冷却不良等，均易引起磨削裂纹，裂纹一般细而密
集。
热处理方面：材料与热处理是影响磨削裂纹的重要因素。碳素工具钢、刃具钢、模具钢、轴承钢等淬火低
温回火件、渗碳淬回火、表面淬回火、铸铁淬回火件易出现磨削裂纹。热处理涉及到的显微组织状况（马氏
磨除。
·薄鑫涛·
《热处理》 ２０１９年第 ３４卷 第 １期
·５１·
体、残留奥氏体、碳化物）、回火是否充分及含氢量等均对磨削裂纹有一定的影响。热处理应力大，引起的磨
削裂纹一般比较稀疏粗长。
３ 已形成磨削裂纹的工件处置
已经形成的磨削裂纹，有时可在随后改用更小的磨削切深的办法予以磨除。磨除前，工件先进行一次低
温回火，或 １６０℃热油中时效 １２ｈ，效果更佳。磨削方向与原来的垂直，尤是平行状的裂纹，更应如此。磨削
磨削裂纹产生的原因是磨削力过大
磨削裂纹产生的原因是磨削力过大、冷却不充分，工件表面温度过高，而导致工件表面烧伤或产生淬火组织，并以下参数选择有关：1.与砂轮的选择有关，渗碳淬火件宜采用硬度较的的磨轮。
可选用棕刚玉砂轮，粒度为80-100，硬度为K-M，陶瓷5-6粘结剂。
2.冷却必须充分。
3.进刀量应尽量小，一般一次磨量不宜超过0.02mm(单边)。
磨削裂纹有两类：一类是磨削热使工件温度升高至180℃左右（与回火第一阶段相对应），裂纹与磨削进给方向垂直且呈平行线状，这种裂纹叫做第一类磨削裂纹；另一类是磨削热使工件温度升高到250～300℃左右（与回火第二阶段相对应），裂纹呈网状，这种裂纹叫做第二类磨削裂纹。
检查磨削裂纹可以利用热酸蚀法，这时的显微组织为屈氏体或索氏体。
磨削热是在砂轮与钢的接触和挤压摩擦条件下产生的，因此，砂轮的种类和粒度以及钢种均对磨削热产生影响。
钢件硬度越高，硬质碳化物数量越多或导热系数越低，越易产生较多的磨削热而使工件温度升高。
含碳量高且含有铬和钼的合金钢也易产生大量的磨削热使工件温度升高。
①材料缺陷：材料本身存在严重的非金属夹杂物（如硫和磷）和碳化物偏析等内部缺陷（一般不超过2.5级）。
例如，硫在钢中以FeS的形式存在，FeS与Fe形成易溶共晶体，其中熔点为985℃，分布与晶界。
由于材料局部含硫较多，具有热脆性，当高温淬火时，由于材料热应力和组织应力的变化，则会因这种热脆性而导致开裂。
②碳和合金元素的影响。
淬火马氏体是碳在a铁中的过饱和固溶体，过高的碳量增加了马氏体组织中碳的过饱和度，增大了马氏体组织应力，降低了组织的塑性，导致淬火层脆性增加，引起工件开裂。
试验证明，含碳量不同的材质所制成的试样，经表面淬火后出现以下情况：含碳量0.54~0.46%的50MnSi和5CrMnMo。
裂纹敏感性较强，棱角、尖角几乎都有裂纹；含碳量0.45~0.46%的50钢和50Mn要好些，但也有少量裂纹，而含碳量0.38~0.45%的40Cr和42CrMo的试样，经一次淬火均未发现裂纹，仅在重复淬火时才出现裂纹。
整体硬质合金刀具磨削裂纹的原因分析及其工艺改进
整体硬质合金刀具磨削裂纹的原因分析及其工艺改进1 引言整体硬质合金刀具在航空航天业、模具制造业、汽车制造业、机床制造业等领域得到越来越广泛的应用，尤其是在高速切削领域占有越来越重要的地位。
在高速切削领域，由于对刀具安全性、可靠性、耐用度的高标准要求，整体硬质合金刀具内在和表面的质量要求也更加严格。
而随着硬质合金棒材尤其是超细硬质合金材质内在质量的不断提高，整体硬质合金刀具表面的质量情况越来越受到重视。
众所周知，硬质合金刀具的使用寿命除了与其耐磨性有关外，也常常表现在崩刃、断刃、断裂等非正常失效方面，磨削后刀具的磨削裂纹等表面缺陷则是造成这种非正常失效的重要原因之一。
这些表面缺陷包括经磨削加工后暴露于表面的硬质合金棒料内部粉末冶金制造缺陷(如分层、裂纹、未压好、孔洞等)以及磨削过程中由于不合理磨削在磨削表面造成的磨削裂纹缺陷，而磨削裂纹则更为常见。
这些磨削裂纹，采用肉眼、放大镜、浸油吹砂、体视显微镜和工具显微镜等常规检测手段往往容易造成漏检，漏检的刀具在使用时尤其是在高速切削场合可能会造成严重的后果，因此整体硬质合金刀具产品磨削裂纹缺陷的危害很大。
因此对整体硬质合金刀具磨削裂纹的产生原因进行分析和探讨，并提出有效防止磨削裂纹的工艺改进措施具有很重要的现实意义。
2 整体硬质合金刀具磨削裂纹的原因分析1.整体硬质合金刀具的磨削加工特点硬质合金材料由于硬度高，脆性大，导热系数小，给刀具的刃磨带来了很大困难，尤其是磨削余量很大的整体硬质合金刀具。
硬度高就要求有较大的磨削压力，导热系数低又不允许产生过大的磨削热量，脆性大导致产生磨削裂纹的倾向大。
因此，对硬质合金刀具刃磨，既要求砂轮有较好的自砺性，又要有合理的刃磨工艺，还要有良好的冷却，使之有较好的散热条件，减少磨削裂纹的产生。
一般在刃磨硬质合金刀具时，温度高于600℃，刀具表面层就会产生氧化变色，造成程度不同的磨削烧伤，严重时就容易使硬质合金刀具产生裂纹。
磨削裂纹的形成与分析
磨削裂纹的形成：发动机上用的各种轴类零件如驱动轴、凸轮轴、曲轴、摇臂轴等在加工过程中需要热处理，但热处理后淬硬或经过渗碳淬火的轴类零件，在磨削过程中由于表面显微组织发生转变而形成大量的裂纹，即磨削裂纹。
下面就磨削裂纹的形成及特征加以阐述。
一、磨削裂纹的产生：（一）磨削裂纹的生成轴类零件在磨削过程中要产生大量的热量，这些热量只限于表面极薄的区域内，它足以使其表面温度达到800℃以上，而且升温极快。
如果磨削时冷却不够充分，将导致表面层的显微组织重新奥氏体化，并再次淬火成为马氏体。
因而使工件表面层产生极大的附加组织应力，同时由于表面温升极快，造成很大的热应力，当组织应力和热应力叠加超过了材料的强度极限时，被磨削的表面就会出现磨削裂纹。
（二）磨削裂纹形成的影响因素：1、组织结构所谓组织结构方面的影响因素有碳化物的形态与分布，残余奥氏体的数量以及非金属夹杂物。
显微组织中碳化物的形态、分布影响着磨削裂纹的生成，如果碳化物数量较多，颗粒较大，分布不均或集聚存在时，将明显地分割金属的基体，降低其强度。
尤其当以断续网状析出时，则会严重地削弱晶间结合力，明显地影响热传导，从而加剧磨削裂纹生成。
如果碳化物细小、分布均匀，则有利于分散磨削应力，从而减少生成磨削裂纹的机率。
零件磨削时显微组织中的残余奥氏体因受磨削热的影响必将发生分解，逐渐转变为马氏体，引起工件表面体积膨胀，而导致组织应力的产生，进而促进裂纹的形成。
因此，工件内部残余奥氏体量较高时，易于产生磨削裂纹。
2、热处理工艺经过淬火而不进行回火的轴件，对磨削裂纹的形成是非常敏感的。
因为磨削时产生的磨削热足以使表层淬火马氏体发生转变，碳化物析出，体积减少。
造成了工件表面与内部的比容差，引起较大的内应力，进而形成裂纹。
轴件有时回火不足，在磨削时也容易形成裂纹。
由此可见，对淬火后的零件必须进行充分地回火。
但是为了保证工件达到一定硬度的要求，回火温度不能任意提高。
因此必须采用合适的磨削工艺，使工件表面受热的温度不超过回火温度。
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技术讲座二
磨削裂纹产生机理与防止措施
1 磨削裂纹的特征
磨削裂纹形状特别，仅发生在磨削面上,与淬火裂纹在宏观上观察明显不同，且磨削裂纹深度较浅。
较轻的磨削裂纹垂直于或接近垂直于磨削方向呈平行分布，称之为第Ⅰ类裂纹。
较严重的裂纹呈龟甲状,称之为第Ⅱ类裂纹，习惯上叫做龟裂。
其深度大致为0.03-0.20mm。
用酸浸蚀后裂纹更加明显易见。
2 磨削裂纹的产生机理
磨削裂纹的产生皆由内部应力诱发所致，磨削裂纹产生的主要原因是磨削热引起的。
工件磨削时磨削接触区温度高达400℃，磨削接触点的温度更是高达800℃以上。
磨削热导致工件表面产生热应力和组织相变而引起体积变化的相变应力。
渗碳淬火钢的表面组织是高碳马氏体和一定数量的残余奥氏体，处于膨胀状态(未经回火处理尤为严重)；磨削热尤其是砂轮和工件接触区的高热会迅速使接触区表面温度升高，当表面温度升高到100℃～200℃左右离开接触区被冷却液迅速冷却时，必然将产生收缩，这是第一次收缩。
这种收缩仅发生在表面，由于其基体马氏体仍处于膨胀状态，从而使表面层承受拉应力而产生微裂纹，这就是第Ⅰ类裂纹。
随着磨削加工的继续当表面温度升至300℃～400℃时，表面层发生相引起变体积缩小，导致表面再次产生收缩，从而产生第Ⅱ类裂纹。
由于马氏体的膨胀收缩是随着钢中含碳量的增加而增大，故渗碳淬火钢（高碳工具钢）表面产生磨削裂纹尤为严重和常见。
渗碳淬火工件表面的残余奥氏体，在磨削时受磨削热的影响即发生分解，逐渐转变为马氏体，这种新生的马氏体集中于表面，引起零件局部体积膨胀，加大了零件表面应力，导致磨削应力集中，继续磨削则容易加速磨削裂纹的产生；此外，新生的马氏体脆性较大，继续磨削也容易加速磨削裂纹的产生。
另一方面，在磨床上磨削工件时，对工件既是压力，又是拉力，助长了磨削裂纹的形成。
如果在磨削时冷却不充分，则由于磨削而产生的热量，足以使磨削表面薄层重新奥氏体化（727℃以上），随后再次淬火转变为淬火马氏体。
因而使表面层产生附加的组织应力，再加上磨削所形成的热量使零件表面的温度升高极快，这种组织应力和热应力的迭加就可能导致磨削表面出现磨削裂纹。
3 磨削裂纹的防止措施
3.1 热处理方面
由于磨削裂纹的产生是由内部应力诱发产生，因此，渗碳淬火后应及时回火消除应力。
保证表面硬度前提下回火温度尽量高一些对预防磨削裂纹非常有效，必要时进行二次回火效果更好。
我们公司就规定轴类零件每年11月份到第二年
2月份期间进行2次回火，以降低磨削裂纹产生的敏感性。
3.2磨削工艺方面
¾合理选择磨削进刀量，以降低磨削热的产生。
¾采用良好的冷却措施（加大磨削液流量、提高喷射压力、改进喷嘴结构、喷雾冷却等），以保证磨削液能最大限度的进入磨削接触区并带走大部分
磨削热量。
适当提高磨削液温度，以降低热应力产生也有很大好处（弥
补环境温度造成的温差）。
¾合理选用砂轮硬度和粒度，并及时进行工作面修整，以减小磨削热和磨削应力。
Motion_0576 07.10.15 〖补充内容〗:
磨削烧伤责任判定依据：
磨削烧伤也是一种磨削缺陷，严重的磨削烧伤一般都伴随有裂纹产生。
因此，从技术上大家可以理解成磨削裂纹就是磨削烧伤的一种表现形式。
也有工件表面已经产生磨削裂纹但没有发现磨削烧伤现象的零件，这就说明零件渗碳淬火后热处理出现了问题，可能原因是回火不及时、不充分以及金相组织超差等。
因此，在产生磨削裂纹时，检查表面磨削烧伤程度是寻找原因和区分责任的重要判据。
历史回顾：
自97年以来，每年在冬季（11月份～2月份）都由大批量产品磨裂或靠边磨裂，每年也都是出现大批量报废后才会引起足够重视得以减轻和解决。
年复一年，没能从根本上解决，磨裂本身也不是高深技术没有突破，完全是管理和操作理念没有突破。
只看到了产量、工资而忽视了质量，出现问题首先是找相关部门（人员）毛病， 而忽略了自身问题的查找。
危机感：
07年的冬季即将来临，没有采用以车代磨的产品一定要注意磨削裂纹的高发敏感期也会伴随而来，我希望通过上面的讲座引起操作工人、各级现场管理干部以及相关技术人员的高度重视，做好预防工作，杜绝批量事故的产生。
从热处理角度我们公司就规定轴类零件每年11月份中旬到第二年2月份期间进行2次回火，以降低磨削裂纹产生的敏感性。
从磨削工序应该在砂轮、冷却液（质量、压力等）、进给量、新员工培训等方面采取措施，杜绝磨削裂纹事故的发生。