在磨削过程中，因磨削力和热量而引起的物理、化学和机械性能发生变化的金属表层称为变质层。 磨削力和磨削热是导致磨削烧伤、产生磨削裂纹和确定变质层深度的关键。 上海环岳机床与您分享一篇文章，以减少机床硬齿面齿轮的齿面缺陷为目的，系统研究齿面缺陷的机理，分析影响齿面缺陷的因素，调整工艺流程，优化工艺参数，提出减少硬齿齿面磨削缺陷的控制和改进措施。
首先，让我们了解一下齿面磨裂纹的机理。 磨齿面时，零件齿面的磨削温度可达820-840。 零件的材料结构为马氏体和残余奥氏体。 残余奥氏体在磨削过程中在磨削热的作用下分解，逐渐转化为马氏体并聚集在表面，引起零件的局部膨胀和脆性，从而增加了零件的表面应力，导致磨削裂纹的形成。
以下是某机磨齿面后的缺陷验收要求：
1.无缺陷表面具有均匀的哑光中灰色外观。
2.齿轮的所有脱碳部件在硝酸腐蚀后都会发光。
1）白色斑块。边界非常清晰的斑点。 该斑点不是由渗碳过程中的污染引起的，而是由热处理过程中的污染引起的。
2）渗碳软点。这些缺陷表现为浅灰色或白色区域，通常是圆形的，是由于渗碳过程中的污染导致局部缺乏碳渗透造成的。
3）微脱碳。这些缺陷表现为明亮的区域，与正常的灰色腐蚀表面混合，没有特定属性的浅灰色区域，并且没有明确的边界。 这通常是由零件变形或夹紧错误引起的。
4）磨削缺陷。这种缺陷表现为磨削软化和磨削再硬化，这是由于磨削过程中产生的局部过热引起的。
研磨和软化。 与正常的灰色腐蚀表面相比，这种缺陷表现为较深的灰色或黑色区域或斑点。
磨削和再硬化。 这些缺陷表现为非常浅的灰色或白色条纹或斑点，具有清晰的分界线，通常被软化区域包围。
磨蚀性划痕。 这种缺陷表现为很轻的条纹，通常比磨料的再硬化要长得多，是由于砂轮和工件之间掉落的细砂颗粒的啃咬和划伤造成的。
5）磨削裂纹。
单个显示器。 当相邻显示器的圆周间距大于较大显示器的长度，并且其轴向间距大于较大显示器长度的 3 倍时，它们被视为单个显示器。
不连续显示。 分布在一条线上主链中的显示器的轴向间距小于为单个显示器指定的轴向间距。
目前，磁粉探伤是检查磨削裂纹最常用的方法。
减少齿面磨削的烧伤和裂纹的主要工艺措施有哪些？
1.降低零件表面的碳浓度。
在渗碳过程中，如果气氛对碳的控制较弱，零件表面的碳浓度将大大增加。 高碳浓度会导致零件的金相组织出现碳化物，导致残余奥氏体析出。磨削时零件表面会被挤压，残余的奥氏体组织会转化为马氏体，零件表面会受到较高的磨削温度产生拉应力，从而产生磨削缺陷。
2.提高渗碳后零件的冷却速度。
通常，渗碳后在空气中冷却至室温。 在这种情况下，必须控制冷却速度，过慢会导致渗碳层形成网状并块状碳化物，容易造成磨削缺陷。
3.适当增加压力缓解过程。
在零件表面渗碳淬火后，金相奥氏体会以膨胀状态转化为马氏体，但磨削热量会加速马氏体的回火收缩，从而在零件表面形成拉应力，导致零件表面形成磨削缺陷。 只有通过解除回火，才能延长回火时间，控制马氏体的尺寸，从而减少残余奥氏体的含量，降低残余应力，减少磨削缺陷的发生。
4.选择合理的渗碳淬火冷却介质。
在零件的渗碳和淬火过程中，控制渗碳层的马氏体组织至关重要。 只有合理选择冷却介质，才能控制马氏体转变过程中产生的应力，减少热处理变形。
5.砂轮的合理选择。
1）在砂轮粒径能满足零件粗糙度要求的前提下，应尽量选择粗晶砂轮;
2）高硬度零件选用软砂轮，低硬度零件选用软砂轮;
3）生产中尽量选择直径较小的砂轮;
4）采用开槽砂轮进行间歇磨削，可增加散热，充分去除切屑;
5）增加砂轮修整频率，提高砂轮的平衡精度。
6.磨削参数的控制。
如果在研磨量较小时发生烧伤，则可以提高纵向进给速度。 如果磨削量较大时发生烧伤，应减少进给量，增加磨削次数，逐步减少磨削进给量，以消除磨削前期产生的缺陷层，减少磨削缺陷的发生。
7.合理选择磨削工艺的冷却方式和冷却液。
冷却方式的选择：对砂轮进行有效冷却清洗，去除磨削产生的热量，防止砂轮堵塞，保持磨削液的清洁度，减少磨削缺陷的发生。
冷却液选择：冷却液必须具有良好的冷却、润滑和清洁性能。 良好的冷却意味着它可以带走加工区域的热量，降低加工区域的温度，并防止零件中的磨削缺陷。 良好的润滑性是指在磨削面和磨粒之间形成润滑膜，减少零件与砂轮之间的直接摩擦。 良好的清洗性能意味着加工过程中产生的磨屑可以及时洗掉，防止或减轻砂轮的堵塞。
8.控制砂轮的修整。
砂轮修整得越粗，砂轮截面上形成的裂纹就越多。 在磨削过程中，散热越好，砂轮堵塞的可能性就越小，这对避免零件表面的烧伤和裂纹有积极的作用。
齿轮后翼缺陷的研究是一个巨大的领域，涉及知识的方方面面，有许多技术问题值得进一步深入研究。 一是齿轮材料改进。 在后期的发展中，将逐步采用重量轻、减振、自润滑性能强的复合材料或工程塑料来替代碳钢材料。 二是磨料磨具、磨料磨具的研究水平不断提高。 随着新一代复合磨料的问世，冷却液的更新，齿面缺陷的优化水平和加工效率将大大提高。
*：齿轮。