请教遇到这种十字轴龟状裂纹是什么情况

joshua_xu

我司做了几年的老产品，最近遇到了个奇怪的问题，请教大家:最近在第三个磨削轴颈上出现龟裂状裂纹，初步估计是磨削裂纹，我们于是将更换砂轮，磨削进给量降低，粗精磨等试过，还是有此现象，由于考虑是应力作用，就进行二次回火，减少回火应力，曾经解决了，可是不久二次回火后又有此现象。产品十字轴，材质20CRMNTIH, 渗碳处理，硬度，金相组织，材质均测试过合格。大家帮考虑考虑还有什么可能，曾经有专家说是等温正火晶粒度的问题，等温正火速冷在640-660度。麻烦有经验的专家指教。

MYG

既然做过金相，晶粒度的级别是多少呢？

周建国

回复 1# joshua_xu


    建议用时效处理试试（150度X16H).

txljh8

回复 1# joshua_xu
我认为二次回火的效果有限，“裂纹”深度确认至关重要，磨削裂纹的可能性很大！特别是磨削液的影响不可小看。

周建国

回复 4# txljh8


    刘工：楼主的这个现象就是磨削裂纹，问题是是什么原因引起的。前段时间我们也经历了这样的事情，也是同样的20CrMnTi材质经磨削后就会出现裂纹，有时又是放置一段时间后再出现裂纹状，我们采取的办法除楼主所用过的方法外，就是增加了时效处理.

txljh8

回复 5# 周建国
二次回火（150度X16H).这种类似的工艺在我们曲轴上也多（当然也是出现磨削裂纹时扯皮问题）
我们原来有一个产品淬火后回火规定180度*3H，即使我们采用350度*3H粗磨后再来350度*3H一次精磨，照旧裂！
所以深入磨削一线，重心放到加工上是我的看法。

孤鸿踏雪

磨削裂纹有多种原因引起：
   1. 磨削方法，砂轮选择（粒度、软硬程度）是否合理？磨削速度是否合适？磨削时冷却是否正常。
   2. 热处理方面，主要是残奥过多会引起磨削裂纹。

孤鸿踏雪

磨削裂纹
    对于高频淬火或普通淬火的工件来说，当其在淬火状态或低温回火状态下进行磨削时，由于某些局部区域产生磨削热而引起第一阶段和第二阶段的回火收缩，结果使其周围的金属受到一定的拉应力并形成软点，因为在软点部位呈现回火色，所以也把这种现象叫做磨削烧伤。另外，在磨削过程中因残余奥氏体向马氏体转变或因磨削热量过多所造成的工件表面局部二次淬火等，有时也会造成磨削裂纹。
    磨削裂纹有两类：一类是磨削热使工件温度升高至180℃左右（与回火第一阶段相对应），裂纹与磨削进给方向垂直且呈平行线状，这种裂纹叫做第一类磨削裂纹；另一类是磨削热使工件温度升高到250～300℃左右（与回火第二阶段相对应），裂纹呈网状，这种裂纹叫做第二类磨削裂纹。检查磨削裂纹可以利用热酸蚀法，这时的显微组织为屈氏体或索氏体。
    磨削热是在砂轮与钢的接触和挤压摩擦条件下产生的，因此，砂轮的种类和粒度以及钢种均对磨削热产生影响。钢件硬度越高，硬质碳化物数量越多或导热系数越低，越易产生较多的磨削热而使工件温度升高。含碳量高且含有铬和钼的合金钢也易产生大量的磨削热使工件温度升高。
    对凸轮轴磨削裂纹进行观察分析，裂纹呈网状，属于第二类磨削裂纹。该件选用S20C钢，经锻造、正火、切削加工、渗碳、淬火和回火后再进行磨削。观察发现：裂纹沿网状渗碳体形成。为防止这类磨削裂纹的产生，可采用以下两种不同的方法。
     第一种方法：为防止网状渗碳体的形成，采用下述方法：（固体渗碳：940℃×4h，箱中冷却；调整晶粒：900℃×0.5h，油淬；淬火：780℃×0.5h，水淬；回火：220℃×2h，空冷。
     第二种方法：为切断网状渗碳体，采用下述方法：渗碳：900℃×4h，箱中冷却；退火：800℃×1.5h，箱中冷却；淬火：780℃×0.5h，水淬；回火：220℃×2h，空冷。
     用上述两种方法处理的凸轮轴在磨削时，均未产生磨削裂纹。在显微组织中也未发现有渗碳体析出。但前者比后者组织细而均匀，而后者的弯曲量比前者小50%。

两湖两广两河山

请问裂纹在整个圆周上是否都有，或只出现在某一弧形区域？

周建国

回复 9# 两湖两广两河山


    这种裂纹有时会是在一小部分，有时又是会出现在整圈。

周建国

回复 8# 孤鸿踏雪


    杨工回复的防止裂纹方法是在热处理这一部份，是否在磨削工艺上是否也还有改善或注意的事项呢？我觉得对于磨削裂纹的防止还是需要从多方面入手，那样解决的会彻底一些。

joshua_xu

回复 9# 两湖两广两河山


整个圆周上有部分区域比较明显，还有区域只是零碎的个别单跟裂纹，仔细看可以看得出。

sdust

问题的解决需要楼主的持续关注与及时反馈。我的看法，请楼主确认：
1 裂纹的深度
2 裂纹是晶界断裂还是晶内断裂
3 裂纹周围是否有脱碳
4 做一下磨削烧伤实验

joshua_xu

回复 5# 周建国


    和我们的现象一样，也是磨削后放置了一段时间就有，不知道和天气有没有关系，你们是不是都在冬天的时候发生呢

sswpyq594596

说一下我的个人经历  我司层遇到过这样一个问题 直径有80  120  180 三种型号的圆柱体高都超过一米 淬火后粗精磨磁粉探伤 只有120 的出现龟裂 其他型号未出现问题 后经多方检查检测为找到原因  最后改变磨床的工艺进给量 磨削速度 未在出现此问题

两湖两广两河山

期望了解“请问裂纹在整个圆周上是否都有，或只出现在某一弧形区域”的目的，除各位网友谈到的砂轮粒度和气孔率、冷却液冷却与排屑效果、磨削进给量大小、20CrMnTiH渗碳碳浓度和表面碳化物形态（碳化钛易呈角状）等因素的影响外，想要说的是：这种十字头磨削时装夹定位很可能有偏心，造成在磨削同一外圆时，一面磨得多，另一面磨得少，轴颈不同部位的磨削力相差较大，也易造成同一圆环上局部产生磨削裂纹。例如凸轮轴磨削时，凸轮的升程（降程就不易）就易产生裂纹，升降程的磨削力相差很大。
    不妨解剖一件看看，可以鉴别显微组织，如果是磨削裂纹，裂纹的深度几乎是等深的，如0.20～0.60mm，不会再深了。

孤鸿踏雪

回复 11# 周建国


    我对磨削加工是外行，但我在7#帖已提出磨削方面对裂纹的影响，相信磨削行家一定有办法。

周建国

回复 14# joshua_xu


    嗯，是的。在冬天这个现象会多些，是否和冷却液的温度，浓度也有关系？？

霜月

一到冬天我司也经常出现磨裂的现象，与磨削时冷却液有较大关系，有人试过采用20#机油冷却磨裂现象减少。我们采用干磨解决了磨裂的问题，但粉尘太大。渗碳后回火三次再磨削，出现裂纹的情况很少。

txljh8

材料及热处理方面的改进措施外，磨削方面的建议：
1.磨削方式：切入式和靠磨式（特别是精磨时的选择）
2.粗、精磨合适的进给量
3.砂轮选型、线速度。。。
4.磨削液的选择、冷却液的流量