在磨削過程中，因磨削力和熱量而引起的物理、化學和機械效能發生變化的金屬表層稱為變質層。 磨削力和磨削熱是導致磨削燒傷、產生磨削裂紋和確定變質層深度的關鍵。 上海環嶽工具機與您分享一篇文章，以減少工具機硬齒面齒輪的齒面缺陷為目的，系統研究齒面缺陷的機理，分析影響齒面缺陷的因素，調整工藝流程，優化工藝引數，提出減少硬齒齒面磨削缺陷的控制和改進措施。
首先，讓我們了解一下齒面磨裂紋的機理。 磨齒麵時，零件齒面的磨削溫度可達820-840。 零件的材料結構為馬氏體和殘餘奧氏體。 殘餘奧氏體在磨削過程中在磨削熱的作用下分解，逐漸轉化為馬氏體並聚集在表面，引起零件的區域性膨脹和脆性，從而增加了零件的表面應力，導致磨削裂紋的形成。
以下是某機磨齒面後的缺陷驗收要求：
1.無缺陷表面具有均勻的啞光中灰色外觀。
2.齒輪的所有脫碳部件在硝酸腐蝕後都會發光。
1）白色斑塊。邊界非常清晰的斑點。 該斑點不是由滲碳過程中的汙染引起的，而是由熱處理過程中的汙染引起的。
2）滲碳軟點。這些缺陷表現為淺灰色或白色區域，通常是圓形的，是由於滲碳過程中的汙染導致區域性缺乏碳滲透造成的。
3）微脫碳。這些缺陷表現為明亮的區域，與正常的灰色腐蝕表面混合，沒有特定屬性的淺灰色區域，並且沒有明確的邊界。 這通常是由零件變形或夾緊錯誤引起的。
4）磨削缺陷。這種缺陷表現為磨削軟化和磨削再硬化，這是由於磨削過程中產生的區域性過熱引起的。
研磨和軟化。 與正常的灰色腐蝕表面相比，這種缺陷表現為較深的灰色或黑色區域或斑點。
磨削和再硬化。 這些缺陷表現為非常淺的灰色或白色條紋或斑點，具有清晰的分界線，通常被軟化區域包圍。
磨蝕性劃痕。 這種缺陷表現為很輕的條紋，通常比磨料的再硬化要長得多，是由於砂輪和工件之間掉落的細砂顆粒的啃咬和劃傷造成的。
5）磨削裂紋。
單個顯示器。 當相鄰顯示器的圓周間距大於較大顯示器的長度，並且其軸向間距大於較大顯示器長度的 3 倍時，它們被視為單個顯示器。
不連續顯示。 分布在一條線上主鏈中的顯示器的軸向間距小於為單個顯示器指定的軸向間距。
目前，磁粉探傷是檢查磨削裂紋最常用的方法。
減少齒面磨削的燒傷和裂紋的主要工藝措施有哪些？
1.降低零件表面的碳濃度。
在滲碳過程中，如果氣氛對碳的控制較弱，零件表面的碳濃度將大大增加。 高碳濃度會導致零件的金相組織出現碳化物，導致殘餘奧氏體析出。磨削時零件表面會被擠壓，殘餘的奧氏體組織會轉化為馬氏體，零件表面會受到較高的磨削溫度產生拉應力，從而產生磨削缺陷。
2.提高滲碳後零件的冷卻速度。
通常，滲碳後在空氣中冷卻至室溫。 在這種情況下，必須控制冷卻速度，過慢會導致滲碳層形成網狀並塊狀碳化物，容易造成磨削缺陷。
3.適當增加壓力緩解過程。
在零件表面滲碳淬火後，金相奧氏體會以膨脹狀態轉化為馬氏體，但磨削熱量會加速馬氏體的回火收縮，從而在零件表面形成拉應力，導致零件表面形成磨削缺陷。 只有通過解除回火，才能延長回火時間，控制馬氏體的尺寸，從而減少殘餘奧氏體的含量，降低殘餘應力，減少磨削缺陷的發生。
4.選擇合理的滲碳淬火冷卻介質。
在零件的滲碳和淬火過程中，控制滲碳層的馬氏體組織至關重要。 只有合理選擇冷卻介質，才能控制馬氏體轉變過程中產生的應力，減少熱處理變形。
5.砂輪的合理選擇。
1）在砂輪粒徑能滿足零件粗糙度要求的前提下，應盡量選擇粗晶砂輪;
2）高硬度零件選用軟砂輪，低硬度零件選用軟砂輪;
3）生產中盡量選擇直徑較小的砂輪;
4）採用開槽砂輪進行間歇磨削，可增加散熱，充分去除切屑;
5）增加砂輪修整頻率，提高砂輪的平衡精度。
6.磨削引數的控制。
如果在研磨量較小時發生燒傷，則可以提高縱向進給速度。 如果磨削量較大時發生燒傷，應減少進給量，增加磨削次數，逐步減少磨削進給量，以消除磨削前期產生的缺陷層，減少磨削缺陷的發生。
7.合理選擇磨削工藝的冷卻方式和冷卻液。
冷卻方式的選擇：對砂輪進行有效冷卻清洗，去除磨削產生的熱量，防止砂輪堵塞，保持磨削液的清潔度，減少磨削缺陷的發生。
冷卻液選擇：冷卻液必須具有良好的冷卻、潤滑和清潔效能。 良好的冷卻意味著它可以帶走加工區域的熱量，降低加工區域的溫度，並防止零件中的磨削缺陷。 良好的潤滑性是指在磨削面和磨粒之間形成潤滑膜，減少零件與砂輪之間的直接摩擦。 良好的清洗效能意味著加工過程中產生的磨屑可以及時洗掉，防止或減輕砂輪的堵塞。
8.控制砂輪的修整。
砂輪修整得越粗，砂輪截面上形成的裂紋就越多。 在磨削過程中，散熱越好，砂輪堵塞的可能性就越小，這對避免零件表面的燒傷和裂紋有積極的作用。
齒輪后翼缺陷的研究是乙個巨大的領域，涉及知識的方方面面，有許多技術問題值得進一步深入研究。 一是齒輪材料改進。 在後期的發展中，將逐步採用重量輕、減振、自潤滑效能強的複合材料或工程塑料來替代碳鋼材料。 二是磨料磨具、磨料磨具的研究水平不斷提高。 隨著新一代復合磨料的問世，冷卻液的更新，齒面缺陷的優化水平和加工效率將大大提高。
*：齒輪。