軸承套圈磨削燒傷及檢測技術

軸承(cheng)套圈磨(mo)削燒傷及(ji)檢測技(ji)術

1、磨削燒傷的定義(yi)

磨削時，由(you)于磨削區域的瞬(shun)時高溫(wen)( 一般為900～1500℃ )到相變溫度以上(shang)時，導致零(ling)件表層金(jin)相組(zu)織發生變化(大多(duo)表(biao)面的某些部(bu)分出現(xian)氧化變色)，使(shi)表(biao)層金屬強度(du)和硬度(du)降低，并伴有殘余(yu)應力(li)產生，甚(shen)至(zhi)出(chu)現微觀裂紋，這種(zhong)現象稱為磨削燒傷。

2、磨削燒傷機理

當磨削(xue)表面(mian)產生高(gao)溫時，如果散熱條件(jian)不好(hao)，很(hen)容易在工件(jian)表面(mian)(幾十到幾百μm)發生(sheng)組織轉(zhuan)變，導(dao)致(zhi) 裂紋的產(chan)生(sheng)。軸承套圈磨削燒(shao)傷的種類如下：

磨削熱使零件溫(wen)度達到(dao)退火溫(wen)度，表(biao)層(ceng)材料(liao)體積減(jian)小，形成較大的拉(la)應力(li)，磨削表(biao)面的最大應力(li)將達到(dao)約400 N/mm²，通常金相組織、硬(ying)度無變(bian)化，也不會出現裂(lie)紋。

當磨削溫度(du)升高(gao)到材料的回火(huo)溫度(du)，將能夠從金相上明顯的看出回火(huo)區域(yu)，工件的硬度(du)出現梯(ti)度(du)分(fen)布。

磨削熱(re)的(de)(de)積累使(shi)加工工件的(de)(de)溫度(du)達到(dao)了材料的(de)(de)淬火溫度(du)，此時(shi)從金相上可(ke)以明顯的(de)(de)觀察到(dao)亮(liang)白色的(de)(de)淬火區域(yu)，同時(shi)磨削層表面的(de)(de)應(ying)力(li)狀態最大可(ke)以達到(dao)約800 N/mm²。

當磨(mo)削熱持續(xu)(xu)積累(lei)，材料(liao)表面(mian)的拉應(ying)力(li)(li)(li)持續(xu)(xu)升高，當材料(liao)表面(mian)的張應(ying)力(li)(li)(li)超過材料(liao)承受能力(li)(li)(li)，則產生裂紋。裂紋在金相顯微鏡下(xia)可以清晰看到，有(you)時肉眼都可觀(guan)察到。在這(zhe)種情況下(xia)應(ying)力(li)(li)(li)值(zhi)可達到約1 200 N/mm²。

3、磨削燒傷的分級(ji)分類

磨削燒(shao)(shao)傷有多種不同(tong)的(de)分類方(fang)法(fa)。根據燒(shao)(shao)傷外觀(guan)不同(tong)，可分為全(quan)面(mian)燒(shao)(shao)傷(整個表面被燒傷)、斑狀燒傷 (表面上(shang)出現分散(san)的燒(shao)傷斑點)、均(jun)勻線條(tiao)(tiao)狀燒(shao)傷、周期線條(tiao)(tiao)狀燒(shao)傷；按表(biao)層顯微組(zu)織的變化可分為回火燒(shao)傷、淬回火燒(shao)傷；還可根(gen)據燒(shao)傷深(shen)度分為淺燒(shao)傷(燒傷層< 0.05mm)、中等燒傷(燒傷層(ceng)0.005 ~0.01mm)、深度燒傷(燒(shao)傷層厚度> 0.01mm)。

4、磨削燒(shao)傷(shang)檢測(ce)手段

觀色(se)法。根(gen)據零件表面燒傷后所呈(cheng)現的顏(yan)色(se)來判別燒傷程度，理論上，燒傷顏(yan)色(se)（氧化膜顏(yan)色(se))能(neng)夠(gou)反映鋼材表面磨削受熱影(ying)響的(de)程度，從(cong)燒(shao)傷由輕(qing)到(dao)重(zhong)排列依次為(wei):淺黃色、褐(he)色、淺藍(lan)色（青色）、藍(lan)黑色。但(dan)實際(ji)上，受個(ge)人主(zhu)管判斷(duan)和其他(ta)因素（潤滑劑等）的(de)影響(xiang)，該方法可以作為輔助檢測判斷(duan)。

酸洗(xi)法。軸(zhou)承磨削加工領域較為普遍的(de)檢測(ce)手段。檢測(ce)方法的(de)原理是:基于鋼硬化后，各個不同的微(wei)觀結構再經腐蝕，其外觀表象不同，主要過程包括預處理(清(qing)洗)、腐蝕(shi)、沖洗、中和(he)、干燥，再處理及結果評估(gu)。酸(suan)(suan)洗法能準確檢測(ce)燒傷，但其(qi)是破壞性檢測(ce)，檢測(ce)效率較低，且(qie)形(xing)成(cheng)的廢(fei)酸(suan)(suan)回(hui)收處理也是難題。

磁(ci)粉探(tan)傷法

磁粉(fen)探(tan)傷檢(jian)測(ce)是一(yi)種(zhong)無損檢(jian)測(ce)方法，主要用來(lai)檢(jian)測(ce)工件(jian)(jian)表面是否存(cun)在(zai)裂(lie)(lie)紋(wen)。檢(jian)測(ce)時，被檢(jian)工件(jian)(jian)必須先被磁化，然后將(jiang)帶(dai)有鐵粉(fen)并含有色素的(de)懸(xuan)浮溶液澆注(zhu)在(zai)被測(ce)工件(jian)(jian)表面。如(ru)有裂(lie)(lie)紋(wen)存(cun)在(zai)，由于(yu)在(zai)裂(lie)(lie)紋(wen)處(chu)的(de)漏磁場存(cun)在(zai)，一(yi)定(ding)濃(nong)度(du)的(de)鐵粉(fen)會填(tian)充到(dao)開口(kou)的(de)裂(lie)(lie)紋(wen)中去，于(yu)是裂(lie)(lie)紋(wen)便(bian)可以(yi)在(zai)熒光燈下(xia)被看(kan)到(dao)。GB/T 21606 《滾動軸(zhou)承無損檢(jian)測磁粉檢(jian)測》給出了詳細的檢(jian)測設備與器材、檢(jian)測程序(xu)等。但是(shi)磁粉探傷無(wu)法驗證(zheng)磨削表面是否存在內應力，是否被回火、淬(cui)火等(deng)。

渦(wo)流(liu)探(tan)傷

磁粉(fen)探(tan)傷檢(jian)測(ce)也是一種無(wu)損檢(jian)測(ce)方法，是基于金屬(shu)微觀(guan)結構(gou)的(de)變(bian)(bian)化(hua)所引起的(de)傳(chuan)導率變(bian)(bian)化(hua)來進行檢(jian)測(ce)。當軸承套(tao)圈表面(mian)或(huo)近表面(mian)出現缺陷(xian)時(shi)，將影響到渦流(liu)的(de)強度和(he)分(fen)布，渦流(liu)的(de)變(bian)(bian)化(hua)又引起檢(jian)測(ce)線圈電壓和(he)阻抗(kang)的(de)變(bian)(bian)化(hua)，根據這一變(bian)(bian)化(hua)，間接判斷缺陷(xian)的(de)存(cun)在，檢(jian)測(ce)原理如下(xia)。

殘(can)余應(ying)力法

殘余應力(li)測(ce)定(ding)(ding)法(fa)是通(tong)過測(ce)定(ding)(ding)磨(mo)(mo)削后零件表面層殘余應力(li)的變化來確(que)定(ding)(ding)磨(mo)(mo)削燒傷級別的方(fang)法(fa)。測(ce)定(ding)(ding)殘余應力(li)的方(fang)法(fa)有很(hen)多，但在工程上應用最普遍、精度(du)較高的方(fang)法(fa)是X射線衍(yan)射應(ying)(ying)力分析技術，該(gai)技術已被國際認可且具(ju)有(you)國內外(wai)標準來(lai)確保測(ce)(ce)定的(de)(de)(de)精度，其測(ce)(ce)定設備和配(pei)套儀器也比(bi)較完善。理(li)論上(shang)講殘(can)余(yu)應(ying)(ying)力測(ce)(ce)定法可以(yi)較全面地反映零件磨削燒傷的(de)(de)(de)情(qing)況，但該(gai)方法使用起(qi)來(lai)較為(wei)復(fu)雜，應(ying)(ying)用上(shang)也具(ju)有(you)一定的(de)(de)(de)局限性。

磁彈法(fa)

磁彈(dan)法，又稱(cheng)為Barkhausen噪音檢測法( Barkhansen Noise Method)。也是一種無損檢測(ce)(ce)方(fang)法(fa)。其(qi)檢測(ce)(ce)原理是:任何鐵磁性材(cai)料都(dou)是(shi)由一(yi)個(ge)個(ge)類似于(yu)獨立(li)的(de)(de)條形(xing)磁鐵的(de)(de)小的(de)(de)磁性區域組成的(de)(de)，這些區域被(bei)(bei)稱作(zuo)磁疇(chou)(chou)(chou)；每(mei)個(ge)磁疇(chou)(chou)(chou)之間都(dou)會被(bei)(bei)稱為疇(chou)(chou)(chou)壁的(de)(de)邊界(jie)區區分開。而外加的(de)(de)磁場(chang)會引起(qi)這些疇(chou)(chou)(chou)壁的(de)(de)前(qian)后(hou)運動；當疇(chou)(chou)(chou)壁運動而產(chan)生的(de)(de)電(dian)脈沖(chong)被(bei)(bei)疊加到一(yi)起(qi)時，便會產(chan)生一(yi)種(zhong)類似噪音的(de)(de)信(xin)號，這就是(shi)Barkhausen噪音。如果零件表面存在(zai)(zai)磨削燒傷，將會依據噪音的(de)異常而被檢(jian)(jian)測出來。磁彈法(fa)檢(jian)(jian)測還(huan)沒有相關的(de)檢(jian)(jian)測標準依據，這種檢(jian)(jian)測方式可(ke)能(neng)影響(xiang)零件表面的(de)應力狀態，而且需(xu)要裂紋的(de)周(zhou)圍存在(zai)(zai)回火(huo)或者淬火(huo)區域時，才(cai)可(ke)以被檢(jian)(jian)測出。還(huan)有待進一(yi)步(bu)的(de)研究和應用，雖然也(ye)有相關的(de)檢(jian)(jian)測儀器，但需(xu)要結(jie)合具體產品的(de)實際情況進行(xing)檢(jian)(jian)測。

除此之外，還(huan)有超聲檢(jian)測、滲透檢(jian)測、工業CT掃(sao)描檢測等(deng)手段，需要根據(ju)實際情況選擇合(he)適(shi)的(de)檢測手段。