渗碳淬火齿轮磨削裂纹成因与防止措施

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渗碳淬火齿轮磨削裂纹成因与防止措施齿轮在机械行业中占有举足轻重的地
位，有不可替代的作用。随着机械行业的发
展，对齿轮的加工质量提出了更高的要求，
渗碳齿轮在齿轮生产中占有相当大的比重。
但是渗碳齿轮在加工过程中较为突出的技术
难题就是磨削裂纹的产生，通过生产实践和
查阅有关资料，并对齿轮裂纹的成因分析，
摸索出-些预防与消除裂纹的方法。
1 磨削裂纹的形态
裂纹在齿面垂直于齿向，裂纹彼此相互
平行。通常我们用眼仔细观察，即可发现裂
纹部分向外凸起，若用光线反射法更容易发
现裂纹。
2 磨削裂纹的产生原因分析
由于磨削裂纹方向比较规则，可以排除
在锻造与淬火时，裂纹扩大与产生的可能
性，所以这种裂纹是在磨削过程中产生。其
产生的原因大致有以下几点：
磨削时产生的应力
在磨削过程中工件表面因磨削热导致表
面膨胀，热量快速向工件内部传导，而工件
表面被冷却液冷却收缩，但内层体积仍在膨
胀，工件表层受到拉应力。同时，工件表
面受到砂轮的撕扯”应力。当这两个应
力的总和超过材料的抗拉强度时，就在齿轮
表面形成裂纹。
齿轮的热处理质量：
热处理后的组织
碳化物级别及其分布状态对裂纹的产生
有很大的影响，特别是碳化物级别较高呈网
状或断续分布时，对裂纹的产生更加敏感，
因此保证碳化物呈粒状分布的正常组织形
态，预防裂纹产生。当工件残余奥氏体过
多，在磨削条件较差时，磨削热使残余奥氏
体向马氏体转变，马氏体遇热分解。马氏
体遇热分解体积先膨胀后收缩，造成表面开
裂，形成裂纹。
热处理回火不足
磨削时工件中残留奥氏体在200℃300℃，
组织转变为二次淬火组织，其体积膨大，形成内
应力。 为此应旧能提高回火温度。
3 磨削裂纹的预防
磨削热是造成磨削裂纹的根本原因，为
减少磨削热应采取以下措施。
砂轮硬度的选择
砂轮越硬其自砺性越差，在磨削过程中
砂轮粒间的空隙易被磨屑堵塞且不易脱落。
使磨削接触面积增大，从而使磨削热增加。
为降低磨削热，应选软些的砂轮，但太软
的砂轮易磨损而且不能保证加工精度。所
以，-般选用中软硬度的砂轮较理想。
砂轮粒度的选择
砂轮粒度越小，磨削时砂轮与工件接触
面积越大，越易产生磨削热。为避免产生过
多磨削热，我们在保证工件表面粗糙度的前
提下，应尽量选择大的粒度。
合理选择磨料种类
据经验磨削钛合金齿轮-般用绿色碳化
硅与铈碳化硅，而磨削20CrMo及20CrNi2
Mo
类合金时首选铬钢玉， 磨裂概率较校
磨削速度与磨削深度
采用较低的砂轮速度和较小的磨削深
度，可减少磨削热的产生，能够有效降低磨
裂概率。同样的磨削速度磨削不同模数的齿
轮，小模数齿轮磨裂概率较大，磨削模数
小的齿轮应采用更低的砂轮速度。
工件速度
随着工件速度的增加，磨削区在工件
表面的移动加快，传入工件表面的热量减
少，有利降低工件表面的温度。适当的提高
工件速度，可减少磨削热，防止磨裂产生。
渗碳淬火齿轮磨削裂纹成因与防止措施
王小平 宋桂蓉
（张家口职业技术学院 河北张家口 075000）
摘要：通过对磨削裂纹形成原因的分析，得出磨削裂纹的产生主要是工件不良组织形态在磨削热的作用下，残余应力与热应力相互
作用的结果，并归纳出齿轮磨削裂纹产生的-些防止措施。
关键词：磨削裂纹 原因分析 磨削裂纹的防止
中图分类号：TF3 文献标识码：A 文章编号:1673-0534(2006)08(b)-0175-01
合理选用冷却液
冷却液是磨削的-个重要冷却环节，
冷却液应洁净，循环中应用过滤网过滤，
流量要充足∩直接喷在磨削区。由于乳
化液冷却效果强烈，易产生磨削裂纹，我
们可选用冷却效果柔和的20 号机油。
砂轮的修整
砂轮修整的越粗在磨削过程中散热情况
越好，砂轮砂粒间也不易堵塞，可有效降低
磨削热，防止磨裂。但砂轮表面太粗糙不
能保证齿面的粗糙度，所以在磨削过程中
可将粗、精磨分开。
材料选择
由于钛合金粘附性强，很容易堵塞砂轮
间的空隙， 生成大量磨削热。 工件材料-般最
好不要熏钛的合金材料。 可采用20CrMo渗
碳钢代替20CrMnTi渗碳钢， 重载齿轮可采用
20CrNi 2
Mo 渗碳钢。
热处理
工件在淬火时严格控制渗碳层碳的浓
度，避免产生过多残余奥氏体与马氏体。充
分回火，回火温度太低或时间不足，可增加
马氏体的脆性，增大磨裂的可能。
本文从控制热处理质量与降低磨削热着
手，总结出-些方法，能在-定程度上防止
磨削裂纹的产生。由于本文收集的资料有-
定的局限性，在此仅起抛砖引玉的作用。
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投资安全的基础上使其保值增值，因此，投
资策略应当分散化、多样化。在我国社保基
金的投资组合中，既要包括国债、银行存款
等固定收益的投资品种，也要包括股票（含
基金）、金融债券、公司债券等浮动收益的
投资品种，在条件成熟时，还要将社保基金
的投资渠道拓宽到海外市常
第七，眷建立计算机网络化管理系
第八，对投资运营进行绩效评估。在评
价投资运营的业绩时，不能单纯看收益多
少，而应从收益、风险、投资过程等多方
面评价基金的运营过程。
按照上述建议对社会保障基金进行管
理运营，可形成在较为完善的法律背景
下，国务院统-监管、监督，各地区社保
基金管理机构负责经办，社保基金管理人
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