[发明专利]一种工件表面磨削烧伤的检测方法

说明书

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体涉及一种机械零部件的热处理之后磨削加工烧伤的检测方法。

背景技术

在机械类产品中，很多重要零部件如轴承、齿轮、曲轴、凸轮轴、活塞销和万向节等，在热处理之后均需经过磨削加工。磨削时单位切削面积上的功率消耗远远超过其它加工方法，所转化热量的大部分会进入工件表面，因此容易引起加工面金相组织的变化。在工艺参数、冷却方法和磨料状态选择不当的情况下，工件在磨削过程中极易出现相当深的金相组织变化层(即回火层)，并伴随出现很大的表面残余应力，甚至导致出现裂纹，这就是所谓的磨削烧伤问题。磨削烧伤会降低材料的耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度，烧伤严重时还会出现裂纹。零部件的表面层烧伤将使产品性能和寿命大幅度地下降，甚至根本不能使用，造成严重的质量问题。为此，生产企业一方面通过执行正确、科学的工艺规范，减轻和避免出现磨削烧伤现象；另一方面，加强对零部件的检验，及时发现不合格工件，并判断正在进行的磨削工艺状况。

淬火钢零件的磨削烧伤主要有两种形式：

1、回火烧伤，指当磨削区温度显著地超过钢的回火温度但仍低于相变温度时，工件表层出现回火屈氏体或回火索氏体软化组织的情况。

2、淬火烧伤，当磨削区温度超过相变温度Ac1时，工件表层局部区域就会变成奥氏体，随后受到冷却液及工件自身导热的急速冷却作用而在表面极薄层内出现二次淬火马氏体，次表层为硬度大为降低的回火索氏体，这就是二次淬火烧伤。

以万向节十字轴为例，采用低碳合金钢渗碳淬火后轴颈表面硬度为58-64HRC，磨削加工后的轴颈表面不允许有烧伤。现有的磨削烧伤检测方法是：选择万向节十字轴试样，用线切割“纵截面”取样，胶木粉镶嵌，压制成金相样品，打磨、抛光切割面至镜面，用4%硝酸酒精腐蚀。在XJL217(4XC)倒置式光学金相显微镜下观察金相组织。采用HD21000显微硬度机在400倍金相显微镜下对各区域的组织进行观察,且测试显微硬度，载荷砝码300g，保持时间10s。若零件表层金相组织由正常的马氏体、残余奥氏体和碳化物局部转变为二次淬火的马氏体或高温回火的托氏体等情况时，则轴颈表面存在磨削烧伤现象。此方法检验周期长，操作程序繁杂，要求检验人员专业知识扎实，产品检测后无论是否合格都无法再使用。

此外，2009年7月23日，中国研磨网报道的《磁弹法--检查零部件表面磨削烧伤的新方法》一文，提供了一种更专业的方法，但是，此法同样存在操作程序繁杂，要求检验人员专业知识扎实等问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种迅速、方便、实用且成本低的工件磨削烧伤检测方法，可以实时有效控制工件产品的质量，降低生产成本。

为实现本发明的目的，发明人提供如下技术方案：

一种工件表面磨削烧伤的检测方法，按如下步骤操作：

（1）将工件蒸汽处理后用无水乙醇清洗，

（2）浸入①号溶液中搅拌20-30秒，所述的①号溶液为体积浓度为3-5%的硝酸溶液；

（3）取出工件，放入流动的温水中搅拌漂洗15-60秒，然后浸入无水乙醇中；

（4）取出工件，浸入②号溶液中搅拌30-45秒，所述的②号溶液为体积浓度为3-5%的盐酸乙醇溶液；

（5）取出工件，放入流动的温水中搅拌漂洗15-60秒；

（6）取出工件，浸入③号溶液中搅拌15-60秒，所述的③号溶液为重量浓度为4-6%的氢氧化钠溶液；

（7）取出工件，浸入水中20-45秒；

（8）取出工件后在烧伤观察灯下观察工件表面，工件表面是均匀的非反射性灰色表面的为未烧伤工件；其他情况属于磨削烧伤工件。

试验研究表明，对工件进行适宜的处理后再通过烧伤观察灯观察工件表面，就可方便迅速的实现对工件是否出现磨削烧伤做出判断，从而保证对磨削加工工艺的监控和及时改进，降低磨削烧伤率。发明人通过大量研究后，采用本发明所述的①号、②号和③号溶液对工件处理后，除了可以及时获得工件是否存在磨削烧伤的信息外，通过本发明处理后的工件，如果不存在磨削烧伤，还可以再使用，从而降低生产成本。上述步骤（1）中的蒸汽处理可去除工件表面绝大大部分的油脂，无水乙醇可去除工件表面残存的油脂和水分；上述步骤中的搅拌没有特别要求，通常手工搅拌就可以了，主要是为了更好的达到处理效果，是本领域一般技术人员都可以掌控的技能；上述步骤中采用的水为自来水级别及以上即可实现本发明的发明目的；上述步骤（8）中的非反射性是指观察灯灯光下工件表面无光泽反射。