河北热煨弯头表面层金相组织的变化及影响

1. 表面层金相组织变化与磨削烧伤的原因

机械加工过程中，在热煨弯头的加工区及其邻近的区域，温度会急剧升高，当温度超过热煨弯头 材料金相组织变化的临界点时，就会发生金相组织变化。对于一般切削加工而言，温度还不会上升到如此程度。但对于磨削加工来说，由于单位面积上产生的切削热比一般切削方法要大几十倍，当温度超过相变临界点时，易使热煨弯头 表面层的金相组织发生变化，从而使表面层的硬度和强度下降，产生残余应力甚至出现微观裂纹。这种现象称为磨削烧伤，它严重影响了热煨弯头 的使用性能。

磨削烧伤时，表面会出现黄、褐、紫、青等烧伤色。这是热煨弯头 表面在瞬时高温下产生的氧化膜颜色。不同的烧伤色表明烧伤的程度不同。较深的烧伤层虽然在好后的光磨时磨去了烧伤色，但烧伤层并未完全去除，这会给热煨弯头 带来隐患。

例如，磨悴火钢时，在热煨弯头 表面层上形成的瞬时高溫将使表面金属产生以下三种金相组织变化：

( I )  如果热煨弯头 表面温度未超过相变温度  , ( 一般中碳钢为 820 屯），但超过马氏体的转变温度

（一般中碳钢为 300 屯），这时马氏体将转变为硬度较低的同火屈氏体或索氏体，这叫回火烧伤。

(2 )当热煨弯头 表面温度超过相变温度,'如果这时有充分的切削液，在切削液的急冷作用下，热煨弯头 会出现二次悴火马氏体，其硬度比回火马氏体高，但很薄，只有几微米厚，其下为硬度较低的回火索氏体和屈氏体，导致表面层总的硬度降低，这称为悴火烧伤。

(3)当热煨弯头 表面层温度超过相变温度A.,'则马氏体转变为奥氏体，如果这时无切削液，则表面硬度急剧下降，热煨弯头 表层被退火，这种现象称为退火烧伤。干磨时很容易产生这种现象。

1. 磨削烧伤的改善措施

磨削热是造成烧伤的根源，故改善磨削烧伤可有两个途径：一是尽可能减少磨削热的产生，二是改善冷却条件，尽量使产生的热量少传入热煨弯头 。

(l ) 合理选择磨削用量。磨削深度增加时，热煨弯头 表面及表面层不同深度的温度升高，烧伤会增加。热煨弯头 纵向进给量J越大，砂轮与热煨弯头 表面接触时间相对减少，因而热的作用时间减少，散热条件得到改善，热煨弯头 表面和表面层各深度的温度均下降，故可减轻烧伤。增加热煨弯头 速度时，磨削区表面温度增高，但热源作用时间减少，因而可减轻烧伤。因此，为了减轻烧伤而同时又能保持高的生产率，一般选用较大的热煨弯头 速度和较小的磨削深度产同时 ，为了 弥补热煨弯头 速度增大造成表面粗糙度值增大的缺陷 ，可以 提高砂轮速度。实践证明，同时提高砂轮速度,和热煨弯头 速度可以避免烧伤。

(2 )砂轮的选择。对于硬度太高的砂轮，钝化砂粒不易脱落，容易产生烧伤，因此用软砂轮较好。砂轮结合剂好好采用具有一定弹性的材料，如树脂、橡胶等，一般来说，选用粗粒度砂轮磨削，不容易产生烧伤。

(3 )冷却条件。采用切削液带走磨削区的热量可以避免烧伤。目前常用的冷却方法效果较差，由于高速旋转的砂轮表面上产生强大气流层，实际上没有多少切削液能进人磨削区,因此采取有效的冷却方法有其重要意义主要措施有：

@采用高压大流量冷却，既可增强冷却作用，又可冲洗砂轮表面，但机床须配置防护罩，防止冷却液四处飞溅。

＠采用喷雾冷却，压缩空气使冷却液雾化，并以高速喷入磨削区，雾化了的冷却液在汽化时带走大量的热量，但这需要一套专用设备。

＠内冷却法是将冷却液送到砂轮内腔，砂轮高速旋转时，靠离心力使冷却液通过砂轮的孔隙被甩出来，冷却液可直接进入磨削区。采用内冷却法要求使用多孔砂轮，对冷却液应仔细过滤，以免堵塞砂轮孔隙。

比较简单的方法是在喷嘴上设置挡板，并使它紧贴砂轮表面，挡板可以减轻砂轮圆周表面上高压气流的影响，使冷却液能顺利进入磨削区。