5结束语活4灌糸列建税系统的成功开。发是在1咖1.进；次开发的有益尝试，次汗发后的！。能够更好的支持活塞幔具系列模统的开发也有定的参考价值郑章，程刚，张勇等，遍凡+6.0数据库开发技术，北京，机械工业出版社，1999排气门小头端面磨削裂纹分析邓益中姚玲珍湖南江雁机械厂，衡阳42愚53要3小头巧面经高频泮火后在进于磨削加工时，面出现网状或条状裂纹本文通过或加作，超过材料的断裂虽度所引起的结果，主要与热处理质量控制和磨削加工工艺有关。
2排气门基本工艺情况国产的高性能排气门，目前大都采用两种合金材料即大头盘部采奥氏体型耐热不锈钢如2 4等，杆部采用马氏体型耐热钢如4992用马氏体型耐热钢如410祝2，等座体制造的排气门。我公司生产的各种高性能排气门大都采用两种合金材料摩擦焊接加工而成。以某型斯太尔排气门为例，盘部大头采用的材料是奥氏体型耐热不镑钢6，2道10肘副，杆部采用4932钢制造其结构简1排气门的主要工艺流程为钢材下料调质或固溶广机械加工摩擦焊接电徵退火或时效广机械加工高频淬火半精加工杆部镀格精加工检验入库，排气门小头端面高频淬火在，60高频设备进行，淬火时工件要求快速旋转。其高频淬火技术要求为面硬度不小于540，硬化层深度般为1.226含磨削余量，淬火后面不允许有过烧裂纹划碰伤等外观缺陷。
排胙高频淬火进行磁力探伤义面未发现有淬火裂纹，进磨削加工时发现，个别1件小头端面出现有直条状或弧状裂纹，裂纹长度约1不等，深度约0010.12大部分零件面出现网状裂纹，裂纹数量有时高达8脱，有的面隐约可发现有磨糊现象，致使生产无法正常进行，排气门小头端面磨削加工主要工艺参数为使用磨床7120认砂轮为金刚石砂轮，粒度为60，半精磨削加工余量为，1351精磨削加工余量为0.20.31.肥皂水冷却1 3工艺试验情况针对排气门小头端面磨削加工时存在的磨削裂纹问，我们结合公司现有的工艺装备情况进行了认真的分析研究，主要在磨削前后热处理质量控制刖削加工艺方面采取相应附〉制施1；七后进行了30个炉次16088件工艺攻关试验，44个炉次23206件生产跟踪考核，取得了明显的效果，小头端面产生磨削裂纹的零件数比例稳定地控制在双增加工件高频淬火前调质组织检查项目，把调质组织晶粒度控制在6级以上，为高频淬火提供理想的原始组织准备。
在原高频淬火时只检查面硬度及硬化层深度的基础上，增加萍火组织检查项目，辅之以金相定温法，以硬化层的显微组织合格作为确定佳值淬火温度的依据，防止工件面出现过热组织改变并杜绝原操作中气门小头端面经高频淬火后未冷却到室温即放入烘干箱进行回火的做法，要求将工件冷却至室温后方可进行回火，且回火与淬火之间停留时间不允许超过亦进行控温同时。因烘干箱工作室较大，辅之以水银温度计进行同时测温，并以水银温度计到温为准计算回火时间，回火保温时间相应由1.512改为在气门淬火前建立初检制度，要求工件尺寸如长度等必浊控制在公，以内。而粗糙度保持在榀3.2以下，工件面不允许有严重划碰伤毛刺等。
在保证产品质量要求的前提下，硬化层深度尽可能控制在中下限如1.320面硬度以控制在5扣58，为宜在进行磨削加工时，将砂轮粒度改小选用硬度适中砂轮，增大磨削液供给量，减少磨削余量及进给量，增加磨削次数，有效预防磨裂现象产生。将半粘磨加汆量由0.20.3改为0.05工件高频淬火时因加热时间极短，只有13 1.53，工件要求快速旋转。为确保工件面均，加热，在保持工件旋转平稳不甩动的情况下。将工件4磨削裂纹原因分析4.1拉应力是产生磨削裂纹的原因之经试验分析明面裂纹是在磨削过程中产生的，属磨削裂纹。气门小头端面在磨削过程中产生的面拉应力超过工件材料面的断裂强度时，研究结果明，工件在磨削过程中，在磨削方向上由扔削乃起的瞬，拉应力，和砂轮的磨削力成正比。即瞬时，削力愈大。拉，力就愈大，在工件扔削时，由于面与砂轮接触的时间很短，产生强烈的以下。
我们在原有气门工艺条件下主要采取了如下工艺友4.画1版伽愚塍，生大量的磨削热，使磨削区的温度骤然升高20汉0，大部分磨削热以热能形式传入工件面，使工件面产生很大的热应力在快速升温过程中，开始时工件面因受热膨胀受内层牵制，热应力为拉应力；但在冷却时。工件而迅速冷缩受内层；止，此时热应力变为拉压九所有影响工件面温度及冷却的因素，如磨削时使用砂轮的粒度硬度磨削进给量砂轮旋转速度冷却条件金相组织状态等，都会影响热应力作用的大小。由于磨削裂纹是工件面存在的拉应力作用的结果，所以气门小头端面裂纹是在磨削加工冷却期间造成的。
4.2淬火后组织转变磨削裂纹原因之排气门小头端面在进行磨削加工前经高频淬火，淬火后层组织应为细隐晶针状马氏体颗粒状均布的碳化物及少量残余奥氏体如，叫火不充分，组织中残余有较多奥氏体，这种亚稳定状态的洋火组织有向更稳定组织转化的趋势气门小头端面在磨削过程中，面产生的磨削热，促使未转变的马氏体重回火和未转变的残余奥氏体发生组织转变，并伴随着工件面温度的升高，工件层硬度下降，偏高的零件尤其明显这是因为，工件含碳量越高，面淬火时层淬火马氏体中溶的碳就越多，淬火后形成的残余奥氏体量就越大2.在回火的第阶段即残余奥氏体转变阶段20艮以1的火过程中，随着温度的1高，4氏分解，以抒放部分沿能，引起体积收缩；残余奥氏体分解则释放全部的潜能，引起体积膨胀，使工件面产生更大的拉应力。因此，气门小头端面高频淬火后层残余的应力很大，回火不充分时，残余应力的消除就不彻底，工件面磨削时出现裂纹的概率就很大4.3面淬硬层过深是产生磨削裂纹的原因之我们在试验时发现1件面淬火硬化层的深度与磨削裂纹出现的概率亦有定的关系，随着工件面硬化层深度的增加，出现磨削裂纹的零件数也就相应增多。这明，硬化层深度对残余应力的分布是有影响的，通常随着硬化层深度的增加，层压应力相应减小，在接近层处存在的拉应力就会变得更大因此，如果工件高频淬火时淬硬层深度控制不当，工件面亦易出现拉应力而导致磨削裂纹的产生4.4镀铬氢脆是产生磨削裂纹的原因之削加时，对磁力探伤未发现而磨氧的。1件迸行镀铬，镀铬后也时有零件面出现直条状或网状裂纹总是由于电镀引起的氢跪氢脆是在工件进行酸洗电镀过程中发生的氢被钢铁吸收，从而使其韧性降低的现象般不现在冲击值延伸率等方面，而是在静力作用下，由屈服点以下的应力引起的延迟断裂唪是，性高的工件，其敏感性就越大对气门小头端面而言，由于其面硬度高达5410以上，经电镀后面开裂现象不很明显，为降低成本，在加工时可以忽略不考虑必要时为防止工件因电镀引起的氢脆，可在电镀酸洗以前先进行16 2，0，31低温去应力处理予以预防。
综上所述，气门小头端面在高频淬火后回火较不充分造成的残余应力磨削过程工件面产生的瞬时磨削应力以及因磨削而引起工件面重回火现象造成的组织应力等，在单独或叠加作用下，超过材料的面断裂强度极限时，面就会出现磨削裂纹当然，在高频淬火时如果出现过热组织，或者萍火组织中存在带，网状碳化物或者在洋火前原始组织就比较粗大件在磨削时也易出现磨削裂统5工艺因素对磨削裂纹的影响5.1热处理工艺因素的影响般情况下，需要高频淬火的零件在淬火前都必须经过调质或正火处理，以获得良好的原始组织，晶粒度要求控制在6级以上，晶粒要求细小均匀气排气门淬火也是如此如果淬火前原始组织细小均匀时，能获得较好的淬火组织，组织应力和热应力都比较小，相反原始组织较粗或存在块状或网状组织铁素体或碳化物，在高频淬火加热时要使足够的碳化物溶入奥氏体激必须使用较的淬火温设，这会引起层组织轻微过热，导致层晶粒粗化和淬火后形成粗大的马氏体组织，并产生较多的残余奥氏体，使面硬度降低，产生较大的组织应力和热应力，最终导致磨削时易产生应力集中而形成裂纹我们在进行工艺试验时就多次碰到这种情况凡是淬火前调质组织较粗大的排气门，淬火后层容易造成过热现象，凡是层出现过热组织的气门，在磨削时出现磨削裂纹的零件比例就较大；在泮火前调质组织中存在带状或网状碳化物，淬火后组织中的带状或网状组织会变得更严1.同样在磨削时工件面出现磨削裂纹的比例也就较大因此，排气门在高频淬火前要对调质组织进行严格控制排气门高频淬火后层的正常组织应为细隐晶状马氏体颗粒状分布碳化物和少量残余奥氏体，这种组织稳定性能好，淬火时产生的组织应力较小。如果淬火时加热温度过高，时间较长，或者工件与感应器之间的间隙偏小，组织中的碳化物有足够的时间在奥氏体中溶解，这不但会导致层组织变粗，残余奥氏体数量增多，在冷却时产生的组织应力也会相应增大，导致磨削时易产生磨削裂统因此，在保证工件面淬火硬度和硬化层深度的前提下，要尽可能降低淬火温度，缩短高温加热时间，以避免工件层组织过热，减少淬火残佘奥氏体数，以防止工件冷却时，加层组织应九3回火工艺对磨削裂纹的影响排气门和其它感应淬火零件样，通常要经过回火后才能应用，因其面硬度要求较高，般只进行低温回火，以消除部分残余应力和降低脆性我们对排气门高频泮火后采用的3火工艺参数原为和生产实践中发现，回火不充分易使工件面在磨削过程中产生磨削裂纹回火时间和回火温度对磨削裂纹的影响2，但回火时间也不宜过长，因为过长的，火时，对马氏体中碳化物的析出及内应力的消除并无明显作甩因此，我们将回火工艺参数调悠为190保温2.31冷，保证工件面硬度的前提下，尽可能采用较高的回火温度，以保证工件面淬火时产生的残余应力得到较为充分释放，获得稳定的淬火组织，减少磨削裂纹现象出现的概率4呢2排气门磨裂倾向的影响4淬火前机械加工质量对磨削裂纹的影响我们在试验时发现，排气门高频淬火前机械加影响。如面加工较粗糙，加工纹路较深，淬火时易产生微细裂纹源，并使面存在的残余应力增加，导致磨削时工件面易出现磨削裂纹现象；而长度超差会导致工件与感应器之间的间隙减小，引起组织过热，导致以组织变粗。淬火时残佘奥氏体增多，组织应力增加。同柞易在磨削时出现裂纹其它如面有毛刺会引起工件面局部过热，大头端面偏小会引起旋转时间隙加大，工件转动不平稳，导致工件力增加，除易在磨削时出现磨削裂纹外，还会影响工件面硬度和硬化层深度。因此，排气门高频淬火前也要对其机械加工质进丁严格拧制5.2磨削工艺对磨削裂纹的影响如前所述，在金属切削过程中，不但会产生各种应力，而且由于工件与砂轮之间强烈摩擦而产生塑性变形。导致。1件发生强化，因削热的影响会使工件而产生1间火现象，降低工忭而硬度，促使工件面产生软化在砂轮锋利冷却充分，进给量较小的情况下，工件面金属的强化占主导地位，组织发生转变时产生的组织应力较小，不易产生磨裂现象反之，砂轮粒度越细砂轮长期使用过钝进给量太大冷却条件不好等，则由于磨削热的重回火软化作用，促使工件面硬度强度降低，组织应力增加，和磨削时产生的瞬时磨削应力形变限，导致磨削裂纹的产生。因此，排气门小头端面磨削时，工艺上应明确规定使用砂轮的粒度硬度，每次进刀量的大小及如何冷却等，以减少磨削工艺过程对磨削裂纹现象产生的影响。
6防止磨削裂纹产生的工艺措施6.1热处理工艺改进控制气门淬火前原始组织的晶粒度工件高频淬火前调质组织要求为均匀的回火索氏体，晶粒度控制在6级以上，组织中不允许有带状或网状碳化物等异常组织=为此，我们在调质，尽可能采用较低的淬火温度，将原来的淬火温度1051改为1.52.01冷却方式由空气冷却改为自来水冷却实践证明，工艺改进后能获得较为理想的调质组织，为高频淬火提供良好的原始组织准备。
淬火组织的控制我们在原进行工艺参数调试时只检查工件面硬度和高频淬火硬化层深度的站础，增加淬火工牌厉麟魏7藤趾娜，1塍考局监件，温法，作为确定最佳淬火温度的依据，可有效避免工件而过热或欠热现象的出现，减少淬火过程中残余应力的产生和形成过多的残余奥氏体如果高频洋火后组织中存在网状或带状碳化物，会使晶界结合力下降，碳化物颗粒越大，带状愈严重或网状愈连续，材料面的脆性就愈大，断裂强度就愈低另夕碳化物的导热系数耍比4氏体低，因网状碳化物的存在严重影响磨削热的传导，在磨削过程中使磨削温度升高，产生更大的磨削应力，当达到或超过材料火时要对萍火组织作出明确要求正常的泮火组织为叼火索氏他颗粒状均布碳化物和少鼠残佘奥氏体面淬火后冷却方式改进工件面淬火后未冷却到室温就直接进行回火，方面由于自身温度的回升，在定温度条件下可析次碳化物，因碳化物4热系数低，适用性似差，会枘加工件面组织脆性；另7而将影响回火度，导致回火时间减短，残余应力消除不彻底等。因此，我们要求工件淬火后必须冷却到室温或略高于室溢，方叫放入，火设备进，火，并让要求凹火与淬火之间的间隔时间不超过么，火工艺改迸工件淬火后回火及时充分与否，对消除工件面的残余应力有密切关系=我们在以采用1 1毫伏计进行回火控温同时，因烘干箱工作室较大，辅之以水银温度计进行同时控温并以温度计到温为准计算回火时间，回火时间由原来的1.521！改为2.531！；在保证产品面要求的硬度前提尽可能采用较高的回火温度，将回火温度17扯；调整为1910，至到230实践证明，可有效消除残余应力，防止磨削裂纹的产生。工件回火后面硬度仍达5扣58队，完全符合技术要求，习淬火前机械加工质量控制在气门进行高频淬火前对机械加工质量要进行检查，面粗糙度要符合工艺要求，尺寸公差如总长尺头外㈣等毋控制在土认内卞且友面不允许有严重划碰伤等，这样可有效避免因上道工序质量缺陷而导致引起的淬火烧伤过热工件面硬度不均等缺陷的产生，保证工件淬火质量6.2磨削工艺的改进1将砂轮粒度号改小，由原来的60号改为46号，采用硬度适宜的砂轮，并保持砂轮锋利；同时改善磨削时的冷却条件，减少磨削热的产生，防止工件磨削时面出现烧糊现象必要时可在砂轮上开槽，以加强冷却2蔌当减少工件磨削前的加工余量，我们将半精磨加佘量山以，的如抓改为⑷。
0.3，精磨加工余量由原来的0.20.3潘改为0.5.15泮沾当减少扔削时的址给，增加磨削次数实践证明，这样既可以减少磨削加工时的工作量，降低生产成本，又可以有效消除磨削裂纹的产生经过试验及分祈，改迸工艺厅法后，生产该材料制造排气门2百余件，经磁力探伤检验，均未发现有批量零件面出现磨削裂纹现象，磨削裂纹零件的比例稳定地控制在观以下。
7结论4932钢制排气门小头端面磨削裂纹的产生，是由于工件在磨削过程中存在的拉应力超过材料的友面断裂伽度时造成的作保证淬火稂织和磨削工艺正常的前提下，控制裂纹产生的关键是减少磨削拉应力的产生磨削拉应力的产生，主要是因为高频淬火后，火4足造成的残佘力1件磨削时山于磨削热而导致工件面重回火引起体积膨胀产生的组织应力，或者磨削时工件面与砂轮之间发生强烈摩撩产生塑性变形造成的形变应力及磨削冷却时产生在正确选择高频淬火电热工艺参数的前提下，合理选用回火工艺，保证工件回火充足，配以良好的磨削方式。可介效控制和预防排气门小头端面磨削裂纹的产生1陕西机械工业学院。渗碳齿轮齿面磨削裂纹的研究j.fcWBMS.l9SO.3 2安正昆。钢铁热处理肘。北京机械工业出版社。
3利永铨。钢的热处理肘。北京冶金工业出版社。