全面解析国标弹簧的磨削加工与质量

　　在磨削淬硬钢时，冷却充分，表面层产生二次淬火，部分残余奥氏体转变为马氏体，而马氏体比容较大，比容增加，表面产生压应力；如果磨削冷却不好，或不用冷却液，表面产生回火，发生马氏体转变，表面产生拉应力(如γ-Fe转变为α-Fe时铁的体积会膨胀1%)，这些应力(残余应力可达到500～1000MPa)，如果超过材料的屈服极限时，便产生磨削裂纹。

　　(2)材料热处理工艺的影响。国标弹簧模具钢淬火温度过高会增加钢中马氏体针的长度，降低了材料的强韧性，增加了材料的脆性。另外，由于淬火温度过高，增大了淬火内应力，导致模具磨削时出现裂纹。模具淬火后残余奥氏体过多，在磨削加工时，由于砂轮和工件剧烈摩擦而产生大量热，使模具表面温度升高，促使残余奥氏体向马氏体转变，产生较大的组织应力，产生磨削裂纹。

　　(3)回火后的残余应力的影响。国标弹簧模具经热处理淬火后未立即回火，淬火温度过高，有网状碳化物，回火后未回火马氏体或残余奥氏体过多，在磨削时都会产生相变，产生应力使工件表层产生裂纹。模具淬火、回火后残余应力越大，经过磨削时，残余应力和磨削应力迭加值越大，当迭加应力超过材料的强度极限时，模具磨削表面即出现裂纹。

　　(4)磨削工艺不当引起磨削裂纹。国标弹簧模具在磨削加工时，砂轮的砂粒刃口与工件进行摩擦切削，磨削时进给量越大，刃口切削能力越差，则残留切削应力越大；另外，砂轮与模具剧烈摩擦会产生大量热，砂轮硬度越高，磨削速度越快，产生的热量越大，当急剧冷却时，就会产生磨削热应力，温升越高，热应力越大。由于模具表层温度升高到临界点以上，淬火后的组织也会发生转变，又会产生组织应力，多种应力综合超过模具材料强度极限，便会引起模具表层产生磨削裂纹。

　　2　减少磨削加工缺陷的措施

　　国标弹簧表面烧伤和产生磨削裂纹是影响模具寿命的主要原因。为了减少磨削引起工件表面退火、烧伤、磨削裂纹和残余应力等缺陷，应针对产生缺陷的原因，有的放矢。

　　2.1　磨削烧伤缺陷的对策

　　防止磨削烧伤，主要是在磨削加工过程中减少热量的产生，加速磨削热的传出，保证零件加工的质量。

　　(1)提高磨床工作台进给系统的稳定性，保证扣件接触刚度，减小砂轮与工件之间的振动，可以避免磨削烧伤。

　　(2)提高国标弹簧速度，减少径向进给量，减少砂轮和工件的接触面积，或者减小工件的磨削余量，并在去除余量后，进行无进给空磨几次，可以防止磨削烧伤。

　　(3)合理选择和修整砂轮，防止磨削烧伤。粗粒度、低硬度的砂轮自砺性好，可降低切削热。选用粗粒度砂轮比细粒度砂轮的切削力强，产生的切削热少。能自砺的砂轮，使砂轮始终保持锋利状态，防止砂轮在工件表面滑擦、挤压而造成国标弹簧表面烧伤；对高钒高钼模钢，选用GD单晶刚玉砂轮比较适用，当加工硬质合金、淬火硬度高的材质时，优先采用有机粘结剂的金刚石砂轮，有机粘结剂砂轮自砺性好，磨出的国标弹簧粗糙度可达Ra0.2μm。近年来，CBN砂轮即立方氮化硼砂轮在数控成型磨、坐标磨床、CNC内外圆磨床上精加工，效果优于其它种类砂轮，显示出良好的加工效果。