磨削裂紋的產(chǎn)生一般在高硬度的工件上,通常是淬火+低溫回火狀態(tài)。在調(diào)質(zhì)狀態(tài)的工件一般不會(huì)出現(xiàn)這類缺陷。
磨削裂紋產(chǎn)生的根本原因是磨削熱。當(dāng)砂輪速度µ=18m/s,磨削深度t=0.05mm時(shí),磨削區(qū)得溫度達(dá)900~1100℃,所以鋼淬火低溫回火后再磨削時(shí),表面一薄層內(nèi)的回火馬氏體組織變成了較高溫度(300℃以上)的回火組織。馬氏體析出碳化物,殘余奧氏體進(jìn)一步分解為回火馬氏體或回火屈氏體,在隨后的冷卻過(guò)程中不再發(fā)生組織變化。此時(shí)比容減少,硬度下降,并在表面形成了拉應(yīng)力。
在磨削時(shí),工件內(nèi)部產(chǎn)生的熱應(yīng)力和相變壓力,再加上砂輪磨削工件時(shí)所造成的撕裂應(yīng)力,這三者合成的最大應(yīng)力和齒長(zhǎng)的方向一致,由于這個(gè)力的作用,在齒輪上形成了與這個(gè)合應(yīng)力相反的內(nèi)應(yīng)力,如果鋼件的強(qiáng)度和金屬的組織應(yīng)力能抵抗磨削時(shí)產(chǎn)生的合應(yīng)力,則不會(huì)產(chǎn)生裂紋,反之,材料在磨削過(guò)程中將遭到破壞,而產(chǎn)生垂直于合應(yīng)力方向的裂紋,出現(xiàn)了磨裂。
如果在磨削時(shí)冷卻不充分,則由于磨削產(chǎn)生的熱量,足以使磨削表面薄層重新奧氏體化,隨后再次淬火成為淬火馬氏體,因而使表面層產(chǎn)生附加的組織應(yīng)力,再加上磨削所形成的熱量,使零件表面的溫度升高極快,這種組織應(yīng)力和熱應(yīng)力的疊加就可能導(dǎo)致磨削表面出現(xiàn)磨削裂紋。