碳氮共滲后，磨削中產(chǎn)生裂紋
2019-06-20 汪冰 閻保秋
（河北宣化工程機(jī)械股份有限公司）
零件碳氮共滲淬火熱處理后，磨削過程中易產(chǎn)生磨削裂紋，尤其是端面更容易產(chǎn)生裂紋。裂紋的產(chǎn)生與組織殘留奧氏體量、馬氏體形態(tài)、磨削參數(shù)有關(guān)。
1.失效零件介紹
輸入軸是變速箱內(nèi)關(guān)鍵零件，細(xì)而長(zhǎng)，臺(tái)階眾多，工藝過程復(fù)雜，如圖1所示。
圖1
材料為20CrNiMoH，技術(shù)要求：熱處理碳氮共滲淬火，滲層0.6～0.9mm，表面硬度52～60HRC。工藝路線：鍛造→正火→粗加工→精加工→銑花鍵→碳氮共滲淬火→校直→磨削加工→探傷→裝配。熱處理采用可控氣氛井式爐保護(hù)氣氛加熱。
熱處理后滲層和硬度滿足技術(shù)要求，但在后續(xù)磨削加工過程中出現(xiàn)裂紋具體如圖2所示。
圖2
2.失效分析
對(duì)輸入軸進(jìn)行檢測(cè)，表面硬度58～60HRC，心部硬度30～35HRC，熱處理后探傷無裂紋，說明零件在淬火沒有問題，裂紋是后續(xù)加工過程中，磨削時(shí)產(chǎn)生的。磨削裂紋的形態(tài)可大致分為3種：①龜裂狀。②平行條紋狀。③與磨削方向呈90°垂直。
該裂紋屬于第三種，分析原因：裂紋出現(xiàn)在兩側(cè)端頭，碳氮共滲較充分的緣故（邊緣易接收溫度）而使其組織超標(biāo)疊加，淬火時(shí)此處的變形量就極易形成磨削裂紋。同時(shí)磨削過程的磨削參數(shù)，也是造成磨削裂紋的原因。
3.改進(jìn)措施
提高回火溫度，由220℃提高到280℃，讓淬火組織得到充分轉(zhuǎn)變，減少組織內(nèi)應(yīng)力，回火后硬度在54～56HRC，減少磨削進(jìn)給量，加大冷卻液流量，后續(xù)加工磨削裂紋問題得以解決。
4.結(jié)語
工件熱處理碳氮共滲淬火，磨削裂紋出現(xiàn)與磨削進(jìn)給速度、磨削進(jìn)給量、砂輪粒數(shù)、冷卻方式、殘留奧氏體量及馬氏體形態(tài)等條件有關(guān)。
來源：《金屬加工（熱加工）》雜志
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