磨削裂纹产生的原因分析
20CrMnTi渗碳齿轮磨削裂纹的分析与解决
图1 细线状裂纹
图2 网状裂纹
感谢：浙江双环传动机械股份有限公司郝丰林、袁志峰、刘生磊、刘晓龄、廖林林、王美峰、马辉、闫瑞楠、王甲，上汽集团楚大风、张亚，上海ZF钱蔚灵、宋连军，重汽覃波，中船重
图3 齿顶部金相组织
图4 节圆处金相组织
量、大小、分布情况确定，具体
说明如表1所示。
残留奥氏体等级按其含量多
少确定，马氏体等级按其针体大
小确定，具体说明如表2所示。
通过对故障齿轮进行金相、
性能分析，齿轮金相组织及热处
图5 裂纹齿轮金相
图6 导致磨削裂纹的鱼骨图分析。
平面磨床磨削工件表面纹路产生的原因
平面磨床磨削工件表面纹路产生的原因
平面磨床是一种常见的机械加工设备，用于磨削工件表面以获得所需的精度和光洁度。
然而，在磨削过程中，工件表面可能会出现纹路，影响其质量和性能。
那么，这些纹路是如何产生的呢？
首先，平面磨床磨削工件表面纹路产生的原因可以归纳为以下几点：
1. 磨削力不均匀：在磨削过程中，由于磨削力分布不均匀，可能会导致工件表面出现凸起或凹陷，从而形成纹路。
2. 磨削轮磨损：平面磨床使用的磨削轮也会随着使用时间的增加而磨损，当磨削轮磨损严重时，可能会导致工件表面出现纹路。
3. 磨削液不当：磨削液在磨削过程中起着冷却、润滑和清洗的作用，如果磨削液的配比或质量不当，可能会导致工件表面出现纹路。
4. 工件材料不均匀：如果工件材料内部存在缺陷或不均匀性，可能会在磨削过程中导致表面出现纹路。
以上是平面磨床磨削工件表面纹路产生的一些常见原因。
为了避免这些问题的发生，需要注意以下几点：
1. 确保磨削力均匀分布：在使用平面磨床进行磨削时，应尽量避免出现磨削力不均匀的情况，可以通过调整工件和磨削轮之间的距离、调整磨削参数等方式来实现。
2. 定期更换磨削轮：为了保证平面磨床的正常运转和工件表面的质量，应定期更换磨削轮，避免使用过度磨损的磨削轮。
3. 选择合适的磨削液：在使用平面磨床进行磨削时，应选择适合的磨削液，并按照要求进行配比和更换，避免因磨削液不当而导致工件表面出现纹路。
4. 选择优质材料：在进行平面磨床加工时，应选择优质的工件材料，并进行必要的检测和处理，以保证材料内部不存在缺陷或不均匀性。
总之，平面磨床磨削工件表面纹路产生的原因是多种多样的，需要我们在实际操作中认真分析和处理，才能获得满意的加工效果。
磨削裂纹的典型特征
磨削裂纹的典型特征磨削裂纹是指在磨削过程中，工件表面产生的细小裂纹。
这些裂纹通常呈弧形或曲线状，沿着磨削方向延伸。
磨削裂纹是一种常见的表面缺陷，可能会对工件的性能和寿命产生负面影响。
磨削裂纹的典型特征主要包括以下几个方面。
磨削裂纹通常呈现出明显的形状和方向。
由于磨削过程中的应力集中和热效应，裂纹往往沿着磨削方向延伸。
这种裂纹形状和方向的一致性是磨削裂纹的典型特征，也是识别和分析磨削裂纹的重要依据。
磨削裂纹的尺寸通常很小。
由于磨削过程的高速旋转和摩擦作用，磨削裂纹往往只存在于工件表面的一层薄膜内，其深度通常在几个微米到几十个微米之间。
因此，磨削裂纹的尺寸较小，需要通过显微镜等设备才能观察到。
磨削裂纹通常呈现出一定的规律性。
虽然磨削裂纹是在磨削过程中产生的随机缺陷，但由于磨削过程的特性，裂纹往往呈现出一定的规律性。
例如，磨削裂纹可能集中分布在磨削轮的切削边缘附近，或者在工件表面的凹凸不平处产生。
这种规律性可以帮助我们进一步理解磨削裂纹的形成机制。
磨削裂纹通常具有一定的危害性。
尽管磨削裂纹的尺寸较小，但由于其存在于工件表面，易受外界环境和力学载荷的影响，可能会进一步扩展和发展。
这些裂纹扩展可能导致工件的强度和耐久性下降，甚至引发工件的断裂和失效。
因此，磨削裂纹的存在需要引起足够的重视，并采取相应的措施进行控制和修复。
磨削裂纹具有明显的形状和方向、小尺寸、一定的规律性和一定的危害性等典型特征。
对于工程师和磨削加工人员来说，了解和掌握这些特征，可以帮助他们更好地识别和分析磨削裂纹，从而采取相应的措施进行预防和处理。
通过合理选择磨削参数、优化磨削工艺和采用适当的工艺控制措施，可以最大程度地降低磨削裂纹的发生率，提高工件的质量和性能。
中频淬火后丝杆为什么会有磨削裂纹
中频淬火后丝杆为什么会有磨削裂纹在机械加工制造中，丝杆是一种常用的机械元件，常用于传递和变换旋转运动的装置。
它主要由导程和螺纹两部分组成，螺纹是丝杆最关键的部分，难度也是最大的。
针对丝杆的性能要求，常常采用中频淬火工艺来提高其硬度和耐磨性。
然而，中频淬火后的丝杆在磨削过程中很容易出现磨削裂纹，严重影响产品的性能和使用寿命。
为什么会发生这种情况呢？一、淬火过程中的应力中频淬火工艺是一种能够快速提高金属件硬度的工艺，其实原理是通过感应加热，使钢材表面快速升温，再用冷却剂快速冷却，使钢材强化。
不过，淬火过程中由于材料的收缩率和类型等因素会产生一定的应力，这种应力可能会导致丝杆中存在微小缺陷，例如孔、裂纹，通过淬火工艺中应力的作用，会使得这些缺陷进一步扩大，形成裂纹。
二、丝杆材质的影响丝杆由于加工工艺的原因会存在不同的材质，例如碳钢、合金钢等。
而不同的材质具有不同的力学性能，也会因此产生不同的磨削裂纹，如果丝杆的材质硬度相对较低，在磨削过程中，很容易因为磨削力过大产生裂纹。
三、磨削加工过程中的影响丝杆磨削加工是一种将钢材表面去掉一部分金属，实现丝杆形状、尺寸、加工精度等一系列工艺过程。
但在磨削过程中，由于磨粒和磨轮的特殊形状和硬度，会在钢材表面产生不同的热影响区，如淬火带、回火区和碳化区等。
而磨削力会使得由淬火带到表面产生的应力集中，进一步扩大可能存在的缺陷，导致表面磨削裂纹。
总之，中频淬火后丝杆为什么会有磨削裂纹很大程度上是由制造工艺和材质的影响所决定的，而在制造时这些影响必须得到严格的控制，例如掌握合适的淬火工艺和钢材材质，合理处理磨削过程中产生的应力等。
只有这样丝杆才能在性能和使用寿命等方面得到充分的保障。
磨削烧伤裂纹的产生及控制
磨削烧伤裂纹的产生及控制文章简述了磨齿的原理和方法，主要研究磨削裂纹的形态及产生裂纹的原因，及提出提高含碳量从标准的0.8%～0.9%提高到1%～2%。
并从热处理和冷加工方面，如工艺参数、冷却介质、工作环境，磨具等方面提出一系列防止磨齿裂纹的措施。
标签：磨削烧伤；裂纹；塑性变形；磨削余量；磨削用量磨齿是齿轮精加工的一种方法，磨齿不仅能纠正齿轮预加工产生的各项误差，而且能加工淬硬的齿轮，加工精度高。
1 磨齿的原理和方法锥砂轮磨齿原理。
在这里我们提到的都是指外齿轮，锥砂轮磨齿是按照齿轮和齿条的啮合原理进行的。
砂轮相当于假象齿条上的一个齿，齿轮的节圆沿齿条的节线作纯滚动。
被磨齿轮装在头架的主轴上，沿节线一面作横向往复移动，一面通过传动机构使被磨齿轮随主轴绕自身轴线作反复转动，被磨齿轮的移动和转动必须保持一定的相对关系，齿轮旋转一转，其移动距离应等于被磨齿轮节圆的圆周长，这样就可以磨出要求的渐开线齿形。
在磨斜齿轮时，砂轮和齿轮的相对运动相当于斜齿条的啮合原理进行的。
斜齿条的倾斜角等于斜齿轮的螺旋角，砂轮往复运动的斜线和齿轮轴线之间的夹角也应等于这一倾斜角；砂轮锥面的角度应等于斜齿条的法向齿形角。
磨完一个齿槽后，应进行分度磨下一个齿槽，工件的分度运动是当工件从一端展成到另一端时，进行一次分度，也可以进行双行程分度，即当工件展成一个往复后，进行一次分度。
为了磨出齿轮整个宽度上的齿面，砂轮还必须沿齿轮轴向进行往复运动。
2 磨齿烧伤裂纹的产生我们公司使用从德国引进的数控磨齿机，这种磨齿机的生产效率低于其他磨齿机，可以同时磨削轮齿的两面，砂轮刚性好，磨削用量也较大，所以难免产生磨削烧伤、裂纹。
这两种常见现象均属于磨齿工序的表面质量问题，它是由齿轮的材料、热处理的方式和磨削三个方面的原因所产生的现象。
从表面上看这一问题与生产效率相矛盾，然而没有质量就没有效益，这是我们都清楚的，众所周知的。
所以它是对应统一的关系。
磨齿过程中，裂纹主要是金属晶体产生塑性变形。
CF250齿圈端面磨削裂纹原因分析
CF250齿圈端面磨削裂纹原因分析李加荣（江苏奔航齿轮有限公司江苏淮安223001）摘要：本文通过对CF250齿圈端面磨削裂纹的产生原因的分析，探讨了端面磨削裂纹产生与磨削工艺、磨轮材料及热处理工艺的关系，并提出了解决办法。
2009年12月12日我公司在磨CF250.37.203齿圈（如下图）内止口时有21件端面发现严重的裂纹，有个别零件甚至有剥落现象。
本批质量问题的出现，数量大，情况严重，引起了全公司上下的一致重视。
为此，我们组织相关人员对此现象进行分析。
一、产品简图如下生产工艺如下：1、热处理工艺热处理加工采用渗碳淬火工艺，具体工艺参数如下：设备：UBE600型可控气氛多用炉渗碳淬火渗碳工艺：920℃碳势Cp1.05,4小时，920℃碳势Cp0.8,0.5小时，降温至810℃保温30分钟（降温及淬火保温段碳势Cp=0.8）淬入100℃分级淬火油40分钟清洗，低温回火烘箱，CF250齿圈简图 180℃±10℃保温3小时。
T处为为磨加工面2、磨加工工艺设备：M2120砂轮型号：WA60AVPDA 125X45X50砂轮转速：6000r/min零件转速：500r/min进刀量：0.05mm冷却液种类：M-2磨削液冷却液冲击方向：距磨削点处约20mm的齿轮内表面二、相关检验结果1、产品材料：20CrMnTi具体成份如下表：从实物金相组织看，表面有少量未转变的淬火马氏体，说明回火不太充分。
3、我们还对对渗碳淬火后磨前零件进行解剖检查，未发现裂纹，其金相结果同产生裂纹的实物检查，对热前零件进行检查，也未发现原材料中有锻造缺陷。
三、检查结果分析：1、从原材料的检查结果看，材料符合要求，也未发现锻造问题；2、从对热后磨前的零件检查结果看，没有产生淬火裂纹；3、从硬度检查及金相检查结果看，所得硬度和金相组织均很优良，说明热处理渗碳淬火工艺完全符合要求，但回火不太充分，可能与所用回火烘箱密封性能差有关。
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
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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
如何防止渗碳淬火齿轮磨削裂纹的产生
文章编号:100320794(2003)0720058202如何防止渗碳淬火齿轮磨削裂纹的产生王 新(山西煤矿机械厂,山西太原030031)摘要:通过对20CrMnT i 热处理过程中的组织变化,表层应力的消除方法、机加工过程中的磨削参数选择、砂轮的选择、磨削液的选择等分析,提出了防止磨削裂纹产生的措施。
关键词:磨削裂纹;磨削热;喷丸;磨削条件;磨削量;砂轮组织中图号:TH132141;TG 44117文献标识码:A1 引言重载齿轮的制造关键在于如何提高其承载能力,而采用高精度、硬齿面、齿廓和齿形修形的齿轮是提高齿轮承载能力的有效措施。
磨齿是有可能使上述措施同时实现的唯一工艺手段。
然而,在磨齿轮工艺中长期存在一个严重问题———裂纹,磨削裂纹是指发生在磨削面上,深度较浅,并且深度基本一致,方向垂直于齿向,即垂直于砂轮往复运动的方向,规则排列的条状裂纹,用肉眼便可观察到。
2 裂纹产生的原因及防止其产生的有效措施磨削裂纹产生的根本原因是磨削热。
齿轮在渗碳过程中,其渗层组织中容易形成网状碳化物或过多的游离碳化物。
由于各物质硬度极高,在磨削过程中,砂轮和齿面接触的瞬间,磨削区的温度很高,可能出现局部过热倾向和发生表面回火,使金相组织发生变化。
不同的金相组织比容不同,马氏体比容最大,奥氏体比容最小。
如磨削淬火钢时,表层出现回火结构,则表层金属比容减小,体积收缩受基部金属阻碍,表层产生残余拉应力。
若表层产生二次淬火层,残余奥氏体转变为马氏体,比容增大,体积膨胀受阻,就形成表面压应力,而里层则产生残余拉应力。
由于在传统的磨削方式过程中,切削液并不能完全到达磨削区,即冷却并不是很充分,在这种情况下,表面层不会产生二次回火,热塑性变形占主导地位,故磨削后表面产生残余拉应力。
而正是这种残余拉应力的存在,引起微裂纹,降低其疲劳强度,大大影响了齿轮的使用性能。
为此,应采取措施来控制表面产生残余拉应力或抵消拉应力。
我厂在解决20CrMnT i 渗碳钢件齿轮磨削裂纹问题中,采用了喷丸强化工艺,喷丸强化工艺是表面加工工艺的一种,是利用大量高速运动的珠丸冲击工件表面,对工件表面进行冷挤压,使之发生冷态塑性变形,产生冷硬层并形成表面残余压应力。
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平面磨削产生的磨削裂纹(黑色碎点)，并不是突然裂天形成的，而是零星地出现于工件表面。
虽说磨削裂纹，但新手还是难以辨别的。
用特殊药品处理的磨削液裂纹并不深，一般深度只有0.05~0.25mm。
磨削裂纹产生的原因可能有以下几种：工件有表层内应力超过了断裂的极限，即工件因为以前加工磨削或热处理而在表层部分残留有机械应力和热应力。
由于磨削时磨掉了这部分刚刚好能保持平衡的应力，导致其残余应力超过了工件的强度，由些便产生了磨削裂纹。
在所有原因中，“由磨削产生裂纹”是问题的关键
所在。
最大的问题就是磨削热产生的应力。
因为磨削热，工件表面的局部温度迅速上升，这个部分会进行回火或者其他热处理。
由于内部结构的变化和表面的收缩，而在拉应力的作用下产生了裂纹。
1、砂轮的进给量和残余应力之间关系的例子。
①拉应力随着砂轮的进给力量的增加会逐渐变大，慢慢接近工件材料的抗拉强度。
一旦超过工件材料的抗拉强度时便会产生裂纹。
②压应力不会变化太大，因为刻度和实验条件的不同所以无法进行比较，但是几乎不变的是背吃刀量为0.05mm的时候，残留的拉应力最大，即使切得再深残留拉应力也不会大太大了。
一般认为这是磨粒落的缘故。
2、通过改变砂轮的进给量，测量磨削后残余应力的一个例子。
①砂轮的进给量越大，残余应力存在的深度越深。
②表面的残余应力作为拉应力在作用磨削方向的
同时，还可以以压力的形式作用于磨削方向的垂直方向，而且向内部越深，应力便会急剧减少。
③作用于沿磨削方向和垂直方向时，先变成压应力而后突然变成与磨削方向一致的拉应力。
当达到最大值时逐渐减少，最终成为微小的压应力。
砂轮的硬度和残留拉就力的关系，硬度在G、H、I、J之间，硬度越高，残留的残余应力也就越大。
砂轮的速度(圆周速度)对残余应力的影响。
转速(圆周速度)一旦超过去1500m/min，残余应力就会急剧加大。
此外，因为工件的材料不同也有易发生磨削裂纹和不易发生磨削裂纹的差别。