刘谦等：基于微晶刚玉砂轮的20 CrMnTi齿轮成型磨削表面完整性 ·361· 粒扭曲从而发生硬化效应，而磨削热软化效应致使 1000 一原始硬度 强化相的数量减少.在v。=40m·s,v.=1.5m· 900 ·=50m·g1,.=3.5mmin1,a=02mm =40 ms..=1.5 mmin,o.=0.1 mm min-,a。=0.1mm试件中，磨削力强化起主导作 800 ￥=60m·g1,.=55mmin,a=0.1mm 用，因此，表面被强化，硬度升高了约5%；在。=60 t=40 m's,r.=5.5 m-min-,a-0.2 mm m's,v.=5.5 m*min,ap =0.I mm=40m 700 s1,.=5.5mmin-l,a,=0.2mm的磨削参数下， 600 磨削热软化作用起主导作用，马氏体分别发生高温 500 回火和中温回火变化，得到的回火索氏体和回火屈 400 氏体硬度均低于淬火马氏体，且回火索氏体的硬度 200 400600800 1000 更低。 距离表面深度，h/4m 2.3金相组织 图4沿若深度方向的显微硬度分布 在u,=50ms-,t.=3.5mmin-,a。=0.2mm Fig.4 Microhardness distribution along the depth direction 工艺参数下磨削的试件横截面经过研磨、抛光处理 且沿着磨削方向发生了强烈的塑形变形).在磨 后，经过4%硝酸酒精溶液腐蚀后在0 Olympus金相 削过程中，磨粒与工件材料之间存在滑擦、耕犁与切 显微镜下的组织结构如图5所示，图5(a)为金相组 削作用，这使得磨粒及其周边的工件材料产生高温 织结构，可以看出：其金相组织存在明显的分层现 以及强烈的塑性变形.因此，白层的形成实际上是 象，(I)白层，（Ⅱ）暗层，（Ⅲ）为基体组织. 磨削过程中的热力耦合作用的结果.当磨削过程中 如图5(b)所示，区域(I)在500倍下可以观察 的表层瞬时温度达到20 CrMnTi材料的相变温度时， 到白层的组织结构.白层是一层晶粒尺寸远小于暗 齿面磨削表层材料将重新奥氏体化：同时磨削力作 层和基体组织的隐晶马氏体结构，存在高密度位错， 用促使表层发生强烈的塑性变形，根据高温形变热 100μm 图5金相组织 Fig.5 Metallographic structure刘 谦等: 基于微晶刚玉砂轮的 20CrMnTi 齿轮成型磨削表面完整性 粒扭曲从而发生硬化效应，而磨削热软化效应致使 强化相的数量减少． 在 vs = 40 m·s － 1，vw = 1. 5 m· min － 1，ap = 0. 1 mm 试件中，磨削力强化起主导作 用，因此，表面被强化，硬度升高了约 5% ; 在 vs = 60 m·s － 1，vw = 5. 5 m·min － 1，ap = 0. 1 mm 及 vs = 40 m· s － 1，vw = 5. 5 m·min － 1，ap = 0. 2 mm 的磨削参数下， 磨削热软化作用起主导作用，马氏体分别发生高温 回火和中温回火变化，得到的回火索氏体和回火屈 氏体硬度均低于淬火马氏体，且回火索氏体的硬度 更低． 图 5 金相组织 Fig． 5 Metallographic structure 2. 3 金相组织 在 vs = 50 m·s － 1，vw = 3. 5 m·min － 1，ap = 0. 2 mm 工艺参数下磨削的试件横截面经过研磨、抛光处理 后，经过 4% 硝酸酒精溶液腐蚀后在 Olympus 金相 显微镜下的组织结构如图 5 所示，图 5( a) 为金相组 织结构，可以看出: 其金相组织存在明显的分层现 象，( Ⅰ) 白层，( Ⅱ) 暗层，( Ⅲ) 为基体组织． 如图 5( b) 所示，区域( I) 在 500 倍下可以观察 到白层的组织结构． 白层是一层晶粒尺寸远小于暗 层和基体组织的隐晶马氏体结构，存在高密度位错， 图 4 沿着深度方向的显微硬度分布 Fig． 4 Microhardness distribution along the depth direction 且沿着磨削方向发生了强烈的塑形变形［8--9］． 在磨 削过程中，磨粒与工件材料之间存在滑擦、耕犁与切 削作用，这使得磨粒及其周边的工件材料产生高温 以及强烈的塑性变形． 因此，白层的形成实际上是 磨削过程中的热力耦合作用的结果． 当磨削过程中 的表层瞬时温度达到 20CrMnTi 材料的相变温度时， 齿面磨削表层材料将重新奥氏体化; 同时磨削力作 用促使表层发生强烈的塑性变形，根据高温形变热 · 163 ·