Bei der Bearbeitung mechanischer Teile wird das Werkstück durch Schneidkraft und Schneidhitze beeinflusst, was die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Oberflächenschichtmetalls verändert. Beim Schleifen sind plastische Verformung und Schneidwärme schwerwiegender als die Schneidkante. Um die mechanischen Eigenschaften von bearbeiteten Oberflächen von Teilen sicherzustellen, müssen wir wissen, welche Faktoren die mechanischen Eigenschaften von bearbeiteten Oberflächen von Teilen beeinflussen.
1. Kaltverfestigung und Bewertungsparameter
(1) Kaltverfestigung von Metallen
Während des Bearbeitungsprozesses kommt es aufgrund der Rolle der Schneidkraft sehr leicht zu plastischen Verformungen, wodurch das Gitter verzerrt, verzerrt und sogar gebrochen wird. Diese verbessern die Härte und Festigkeit des Oberflächenmetalls, was als Kaltverfestigung bezeichnet wird.
(2) Hauptfaktoren, die die Kaltverfestigung beeinflussen
Mit der Vergrößerung des stumpfen Radius der Schneidkante wird der Extrusionseffekt auf das Oberflächenmetall verstärkt, was die plastische Verformung verschlimmert und zu einer Verstärkung der Kalthärte führt.
Der Verschleiß der hinteren Werkzeugfläche nimmt zu, und die Reibung zwischen der hinteren Werkzeugfläche und der bearbeiteten Oberfläche erhöht die plastische Verformung, was zur Verhärtung führt.
Der Einfluss des stumpfen Schneidkantenradius auf die Kaltverfestigungsschnittgeschwindigkeit nimmt zu, die Interaktionszeit zwischen Werkzeug und Werkstück verkürzt sich, so dass die Ausdehnungstiefe der plastischen Verformung abnimmt und die Tiefe der gehärteten Schicht abnimmt. Bei Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit verkürzt sich die Einwirkzeit der Schnittwärme auf die Werkstückoberfläche, was zur Aufhärtung führt.
2. Änderung der metallographischen Struktur des Oberflächenschichtmaterials
(1) Schleifbrand: Wenn die Temperatur der Oberfläche des zu schleifenden Werkstücks die Phasenwechseltemperatur übersteigt, erfährt das Oberflächenmetall metallografische Veränderungen, die die Festigkeit und Härte des Oberflächenmetalls verringern, was zu Restspannungen und leichten Rissen führt. Beim Schleifen von abgeschrecktem Stahl können Anlass-, Abschreck- und Glühbrände auftreten.
Anlassbrand: Die Temperatur im Schleifbereich hat die Umwandlungstemperatur des abgeschreckten Stahls nicht überschritten, hat aber die Umwandlungstemperatur des Rohkörpers überschritten. Das Anlassmartensitgefüge des Oberflächenmetalls des Werkstücks wird in das Anlassgefüge mit geringer Härte umgewandelt.
Abschreckbrand: Wenn die Temperatur des Schneidbereichs die Phasenwechseltemperatur überschreitet, wird das Oberflächenmetall in Verbindung mit der Rolle des Kühlmittelabschreckens sekundär abgeschreckt, und seine Härte ist höher als die des angelassenen Martensits, während die untere Schicht davon kühlt langsam ab, und es entsteht ein Anlassgewebe mit einer Härte, die geringer ist als die des ursprünglich angelassenen Martensits.
Glühbrand: Wenn die Temperatur des Schneidbereichs die Phasenwechseltemperatur übersteigt und kein Kühlmittel in den Schleifbereich gelangt, erzeugt das Oberflächenmetall eine Rückstruktur, was zu einem starken Abfall der Oberflächenhärte führt.
(2) Restspannung der Oberflächenschicht: Unter der Einwirkung von Schneidkraft wird die bearbeitete Oberfläche durch Zugspannung beeinflusst, was zu einer plastischen Dehnungsverformung führt. Wenn die Oberfläche tendenziell zunimmt, wird die Innenschicht elastisch verformt. Wenn die Schneidkraft entfernt wird, neigt das innere Metall dazu, sich zu erholen, aber es kann aufgrund der Begrenzung der plastischen Verformung der Oberflächenschicht nicht in seine ursprüngliche Form zurückkehren. Daher gibt es Druckeigenspannungen auf der Oberflächenschicht und Zugspannungen auf der Innenschicht.