Broušení je běžná metoda řezání kovů ve strojírenském průmyslu. Je také široce používán v průmyslu zpracování ložisek. Části ložisek, které byly kaleny tepelným zpracováním, mohou mít během procesu broušení retikulární trhliny nebo pravidelné trhliny. Uspořádané malé trhliny se nazývají brusné trhliny, které nejen ovlivňují vzhled ložiskových dílů, ale co je důležitější, přímo ovlivňují kvalitu ložiskových dílů. Tento článek sdílí charakteristiky a příčinybroušení ložisektrhlin, stejně jako odpovídající preventivní opatření.
1. Charakteristika trhlin při broušení ložisek
Trhliny po broušení se zjevně liší od běžných trhlin při kalení. Brusné trhliny vznikají pouze na brusné ploše a hloubka je mělká a v zásadě stejná. Lehčí trhliny při broušení jsou kolmé k rovnoběžným čarám kolmým ke směru broušení nebo blízko k nim a jsou pravidelně uspořádanými pásovými trhlinami. Toto je první typ trhliny. Je to zhruba 0.03-0,15 ram a prasklina je zřejmá po korozi kyselinou, což je druhý typ praskliny.
2. Příčiny prasklin při broušení ložisek
Vznik trhlin při broušení ložisek je způsoben teplem při broušení a teplota povrchu ložiska může během broušení dosáhnout 800-1000 stupňů nebo vyšší. Struktura kalené oceli je martenzit a určité množství zadrženého austenitu, které jsou v expandovaném stavu (nepopuštěny). Expanze a smrštění martenzitu se zvyšuje se zvyšujícím se obsahem uhlíku v oceli, takže je zvláště důležité vytvářet brusné trhliny na povrchu ložiskové oceli. Zadržený austenit v kalené oceli se vlivem brusného tepla při broušení rozkládá a postupně se přeměňuje na martenzit. Tento nový martenzit se soustřeďuje na povrch součásti, což způsobuje lokální expanzi dosedací plochy, zvýšení povrchového napětí součástí vede ke koncentraci brusného napětí a nepřetržité broušení urychlí tvorbu trhlin při broušení; kromě toho je nový martenzit poměrně velký a při broušení lze snadno urychlit tvorbu brusných trhlin.
Na druhou stranu při broušení dílů na brusce je to jak tlak, tak tah na díly, který podporuje vznik brusných trhlin. Pokud je chlazení při broušení nedostatečné, teplo vznikající při broušení stačí k opětovné austenizaci tenké vrstvy na brusné ploše a jejímu opětovnému zchlazení na kalený martenzit, čímž dojde k dodatečnému strukturálnímu namáhání povrchové vrstvy. Ve spojení s teplem vznikajícím při broušení teplota dosedací plochy extrémně rychle stoupá a ochlazuje a superpozice tohoto strukturálního napětí a tepelného napětí může způsobit brusné trhliny na brusném povrchu.
3. Opatření k zamezení trhlin při broušení
Z výše uvedené analýzy víme, že hlavní příčinou trhlin při broušení je to, že martenzit během kalení je ve stavu expanze a dochází k napětí. Pro snížení a odstranění tohoto druhu stresu by se mělo provádět temperování na uvolnění napětí, to znamená kalení. Po temperování musí být doba plýtvání delší než 4 hodiny. S prodlužující se dobou temperování se snižuje možnost vzniku trhlin při broušení. Ložisko navíc praskne, když se rychle zahřeje na asi 100 stupňů a poté rychle ochladí. Aby se zabránilo prasklinám za studena, měly by být díly temperovány na přibližně 150-200 stupňů . Pokud se ložisko nadále zahřívá až na 300 stupňů, povrch se opět smrští a dojde k prasklinám. Aby se zabránilo prasklinám, mělo by být ložisko temperováno na asi 300 stupňů. Za zmínku stojí, že popouštění ložiska na cca 300 stupňů sníží jeho tvrdost, takže není vhodné k použití. Opět dochází k trhlinám při broušení po jednom temperování, které lze provést pro sekundární temperování nebo ošetření umělým stárnutím, což je velmi účinné.
Trhliny při broušení jsou způsobeny teplem při broušení, takže snížení tepla při broušení je klíčem k řešení trhlin při broušení. Obecně se používá metoda mokrého broušení, ale bez ohledu na to, jak je chladicí kapalina vstřikována, nemůže se chladicí kapalina během broušení dostat na brusný povrch včas, takže teplo při broušení v místě broušení nelze snížit. Chladicí kapalina může pouze zajistit, aby byl bod broušení brusného kotouče a součásti ochlazeny okamžitě po broušení, a chladicí kapalina může současně uhasit bod broušení. Proto je zvýšení množství použité chladicí kapaliny jedním z hlavních opatření, jak co nejvíce snížit brusné teplo v oblasti broušení. Při použití metody suchého broušení je rychlost posuvu při broušení malá, což může snížit trhliny při broušení. Efekt této metody však není příliš výrazný, je prašná a ovlivňuje pracovní prostředí, proto není vhodné ji převzít.
K broušení používejte brusný kotouč s měkčí tvrdostí a hrubšími zrny písku, který může snížit teplo při broušení. Hrubší částice však ovlivní drsnost povrchu dílů. U dílů s vysokými požadavky na drsnost povrchu nelze tuto metodu použít, proto podléhá určitým omezením. Dělí se na hrubé a jemné mletí. Pro hrubé broušení se k broušení používá měkký brusný kotouč s hrubšími částicemi, který je vhodný pro silné broušení a zlepšuje účinnost. Poté se pro jemné broušení používá jemnější brusný kotouč a posuv broušení je malý. Ideální metodou je použití dvou sad pro hrubé broušení a jemné broušení.
Je to také účinný způsob, jak snížit trhliny při broušení výběrem brusiva brusných kotoučů s dobrým samoostřícím výkonem, včasným odstraněním odpadu na povrchu brusného kotouče, snížením rychlosti posuvu při broušení, zvýšením počtu dob broušení a snížením rychlost stolu.
Jedním z hlavních ovlivňujících faktorů je také rychlost otáčení brusného kotouče a dílů. Velká házivost rotace brusného kotouče a velký pohyb dílů jsou příčinou vzniku trhlin při broušení. Zlepšete přesnost otáčení brusného kotouče a dílů včas, abyste co nejvíce eliminovali různé faktory, které způsobují praskliny při broušení.
4. Některé metody prevence brusných trhlin na povrchu ložiskové oceli
V procesu broušení, aby se zabránilo výskytu brusných trhlin na povrchu ložiskové oceli, jsou hlavní metody:
① Snižte teplo při broušení, abyste vyřešili praskliny při broušení. a
② Dělí se na hrubé broušení a jemné broušení. Pro hrubé broušení se k broušení používá měkký brusný kotouč s hrubšími částicemi. a
③ Vyberte brusivo pro brusné kotouče s dobrým samoostřícím výkonem, včas odstraňte odpad z povrchu brusného kotouče, snižte posuv při broušení, zvyšte počet dob broušení a snižte rychlost stolu. a
④ Zlepšete přesnost otáčení brusného kotouče a dílů včas, abyste co nejvíce eliminovali výskyt brusných trhlin.
