如何理解磨削淬火(磨削強(qiáng)化)

2016-10-14 21:44:53      點(diǎn)擊:

磨削淬火(也稱磨削強(qiáng)化)技術(shù)是近年來(lái)興起的一項(xiàng)新技術(shù),它利用磨削加工過(guò)程中產(chǎn)生的大量磨削熱,使金屬材料工件的表面馬氏體化,強(qiáng)化工件材料性能。

 

在磨削金屬材料時(shí),由于被切削的金屬層比較薄,比切削力非常大,比能很高,因此產(chǎn)生了大量的熱量,其中50%90%的熱量傳入工件,并聚集在表面層形成局部高溫,形成了極大的溫度梯度,所以磨削的熱效應(yīng)對(duì)工件表面質(zhì)量和使用性能影響極大。傳統(tǒng)的針對(duì)磨削熱的研究,毫無(wú)例外地均將其作為消極因素進(jìn)行考慮,并圍繞著如何將其降低至最小程度進(jìn)行展開(kāi)。

 

表面熱處理技術(shù)使得材料表層具有高硬度、高耐磨性,而材料內(nèi)部同時(shí)具有足夠的塑性和韌性,以滿足工況對(duì)工件材質(zhì)性能的特殊要求。但也面臨著一些問(wèn)題,如能源消耗巨大、操作程序復(fù)雜等,從而將使產(chǎn)品生產(chǎn)周期加長(zhǎng),成本提高。

 

因此,傳統(tǒng)的熱處理和磨削工藝存在兩個(gè)主要缺點(diǎn):⑴雖然目前表面淬硬熱處理工藝趨于多樣化,但大都很難集成到產(chǎn)品生產(chǎn)線上;⑵零件在表面熱處理后需進(jìn)行磨削加工,而磨削熱和機(jī)械作用可能對(duì)已淬硬材料造成損傷。

 

這兩個(gè)問(wèn)題促使研究者們產(chǎn)生新的構(gòu)想,即利用通常被廢棄的磨削熱來(lái)對(duì)零件表面進(jìn)行熱處理。該構(gòu)想具有逆向思維,顛覆了對(duì)磨削熱的傳統(tǒng)評(píng)價(jià),實(shí)用價(jià)值也相當(dāng)高,不僅解決了上述的兩個(gè)實(shí)際問(wèn)題,而且節(jié)約了許多能源與成本,起到了“變廢為寶”的作用。

 

磨削強(qiáng)化工藝總體分為兩個(gè)過(guò)程完成:首先,進(jìn)行粗磨,利用磨削過(guò)程中所產(chǎn)生的磨削高溫對(duì)工件表面進(jìn)行淬火,使工件表面材料在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生奧氏體向馬氏體的相變;然后,進(jìn)行精磨,以達(dá)到工件所需要的尺寸和形狀精度。

 

與傳統(tǒng)表面熱處理方法的工藝流程對(duì)比,采用磨削強(qiáng)化可以減少生產(chǎn)工序,縮短加工周期,降低產(chǎn)品的制造成本。

 

>>磨削淬火:

加工磨削強(qiáng)化精磨

>>傳統(tǒng)方法:

加工運(yùn)儲(chǔ)熱處理清理運(yùn)儲(chǔ)精磨

 

除了可以降低產(chǎn)品的制造成本,磨削強(qiáng)化技術(shù)還可以提高工件的表面質(zhì)量。經(jīng)過(guò)磨削強(qiáng)化處理的材料(以40Cr為例),硬度分布均勻,其基體硬度集中在250HV24.5HRC)左右,強(qiáng)化層硬度集中在700HV60HRC)左右,強(qiáng)化層硬度是基體硬度的2.8倍,是常規(guī)淬火硬度(509HV)的1.4倍,強(qiáng)化層深度可達(dá)1.21.4mm,磨削強(qiáng)化層厚度一致性好,其效果與中頻感應(yīng)加熱淬火的效果相似。

 

磨削強(qiáng)化技術(shù)將磨削工藝與表面熱處理工藝有機(jī)結(jié)合,不但開(kāi)拓了一個(gè)新的領(lǐng)域,而且對(duì)于產(chǎn)品的加工質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。其過(guò)程簡(jiǎn)單可行,具有積極的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義,發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>



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