38CrMoAl淬火回火后磨削加工

38CrMoAl淬火回火后磨削加工

38CrMoAl磨削面承受三种应力：砂轮的切削形变应力，它是平行于削轨迹的拉应力；切削热应力，是由表层热膨胀层所产生的拉应力；组织应力，是工件组织高温回火后因体积收缩所产生的残余拉应力。三种拉应力叠加后若超过材料的断裂强度，则磨削面就会形成裂纹。这种裂纹细窄而钢健，短小而细密，一般在磁粉探伤时才能显现。这种裂纹的形貌有时呈网络状龟裂，有时呈垂直于磨削方向的平行条纹，其深度一般均较浅，约为0.1~0.5mm，垂直于表面伸展。当工件具有较大残余应力时(例如大型形状复杂工件回火不足，或未回火，或铸造应力很大时)，裂纹深度也可能达到1~5mm，或更高。一般磨削裂纹深度只到高温回火层深度，止于正常淬火-回火组织处。工件应力较大时，磨削裂纹内向扩延，也可能促使工件整体开裂或成片剥落。
材料为38CrMoAl，淬火回火后磨削加工，未检查磨削表面质量，立即装机运行，在服役初期发生断裂。磨削面上的二次淬火变质层厚度达0.10~0.40mm，回火烧伤层深达6.4mm以上。此类磨削变质层有可能在磨削后剥离。
第一次磨削时，表面形成0.03mm左右的二次淬火层以及二次淬火层内侧的黑色回火烧伤层。第二次磨削时，表面又形成新的三次淬火层，原来的二次淬火层已被回火。三次淬火层表面为白层，深度约0.002mm，次层是已被回火成灰色的二次淬火层，内层是两度被高温回火的烧伤层。
高压油泵轴套内表面上所发现的磨削烧伤和磨削裂纹。由于轴套内表面与砂轮外缘接触面较大，产生的磨削热较高，而切削液又不易冷却到位，所以，轴套内表面特别容易产生磨削裂纹。轴套内表面的磨削裂纹容易被漏栓，因此，在热套时由内表面向外导致轴套纵向开裂。
工模具硬度高，导热性能差，残余奥氏体量多(残余奥氏体热导率最小)，低温回火不能全部消除淬火应力等客观原因的存在，是工模具磨削开裂的内在原因。在机械加工方面，砂轮太钝、太细、太硬、进给量太大、冷却不良等因素，是工模具磨削开裂的外在原因。即在磨削过程中，砂轮与金属强烈摩擦，产生大量热量，可使工件表面瞬时升温到Ac1以上，然后又被切削液急剧冷却，产生二次淬火，所形成的二次淬火层称为二次淬火烧伤区。次层温度升低于Ac1的区域，原淬火-回火组织被高温回火，转变为回火索氏体和回火屈氏体，称为回火烧伤区。