浅谈磨削裂纹的产生与防止

初静静　刘祎萍　陈强

【摘 要】淬火件尤其是渗碳淬火件磨削时常常出现磨削裂纹，它不但影响外观，还直接影响工件的质量。通过长期的尝试与总结，本文将对磨削裂纹的产生及防止作出阐述，并对已出现的磨削裂纹提出行之有效的消除方法。

【关键词】淬火；磨削裂纹；预防措施

1.引言

磨削裂纹的形状很独特，一眼就可以看出，它与一般的淬火裂纹有明显不同，较轻的磨削裂纹呈垂直于磨削方向的平行线，称之为第一类裂纹。较严重的磨削裂纹呈龟甲状，又叫龟裂或者第二类裂纹，其深度大致为0.05～0.2mm，当用酸腐蚀时，裂纹更明显可见，其另一个特点是，磨削时没有任何迹象，用磁力探伤也没有发现任何裂纹存在，它是在磨削过程结束以后才产生的。

2.正文

由于淬火钢的组织是马氏体+残余奥氏体，故处于膨胀状态（未经回火尤为严重），如果将其表面快速加热至100℃左右并迅速冷却时，必然将产生收缩，我们称之为第一次收缩，这种收缩只发生在表面，其基体仍处于原膨胀状态，从而使表面承受拉力而产生微裂纹，这就是第一类裂纹，当温度继续上升至约300℃时，表面再次产生收缩，从而产生第二类裂纹。

马氏体的膨胀收缩随着钢中含碳量的增加而增大，故碳素工具钢如T8～T12和渗碳淬火钢产生磨削裂纹尤为严重。此外，淬火钢中的残余奥氏体，因磨削热而马氏体化，而这种马氏体又集中于表面，从而加大了工件表面应力，由于继续对之进行磨削，故容易加速磨削裂纹的产生，这点应该注意。

再有，在磨床磨削时工件表面与砂轮接触，工件既受压力，又受拉力，使磨削表面上产生残余拉应力，这种应力也助长了磨削裂纹的产生。

3.防止措施

（1）热处理方面

从上面的分析可知，产生磨削裂纹的根源在于淬火的马氏体组织是一种膨胀状态，有应力存在，要减少和消除这种应力，应进行应力回火即淬火后应马上进行回火处理，为了防止第一类裂纹的产生，应在150℃～200℃左右回火，为了防止第二类磨削裂纹，则应在300℃左右回火，应该注意300℃的回火会使工件硬度下降。回火时间必须在四小时以上，有时经一次回火后仍可能产生磨削裂纹，可进行二次回火或人工时效，这个方法非常有效。如果零件硬度要求不高，建议在400℃以上回火，即调质处理，这时可不必担心出现磨削裂纹。

（2）磨削工艺方面

①磨削裂纹产生是因为磨削热所致，所以降低磨削热是解决磨削裂纹的关键，一般采用湿磨法。但事实证明，无论如何注入冷却液都不可能同时进入磨削面，因而不能降低磨削热，习惯用的湿磨法，往往是出于安全感，便于强力磨削，但事实上却加大了磨削裂纹的产生。如果采用干磨，切削深度较浅（轻磨），可以减少磨削裂纹，这是因为磨削热较低而又无迅速冷却的缘故。但应该指出，这种方法效果不十分明显，同时有粉灰飞扬，影响工作环境。

②为了降低磨削热，应选用粒度较粗、硬度较软的砂轮来磨削，如：GB36～46R2～R3A，但粒度太粗会影响工件得表面粗糙度，这点应注意。

③分粗精磨，即粗磨选用粒度较粗的软砂轮磨削，便于强力磨削，提高效率，然后再用粒度细的砂轮进行精磨（轻磨），也可以在一台磨床上实现粗精磨，这是一种比较理想的方法。

④刚出炉的工件，必须待工件自然冷却至常温后才能进行磨削，如果时间允许的情况下工件最好让其自然时效一至二个月，消除应力后再进行磨削，这也会收到良好的效果。

4.消除措施

因为磨削裂纹深度大致为0.05～0.2mm，当磨削裂纹产生时，我们可以进行如下措施补救：

第一步：数控铣床（数控车床）对裂纹所在表面精加工去量0.2mm（外圆单边0.1mm）

第二步：磨床继续加工，轻磨见光，再经探伤确认裂纹是否彻底去除。

5.结论

通过应用以上方法，我车间在加工剪刃等淬火件时，较为明显的加少了淬火裂纹的产生，降低了企业损失，提高了磨削效率。