GCr15制件磨削裂紋的防止

鄭州飛機裝備有限責任公司 （河南 450005） 薛衛東

我公司某產品墊塊采用GCr15鋼制造，材料供應狀態為熱軋軟化退火。熱處理淬火后，在磨削加工平面過程中，零件表面出現裂紋，造成零件大量報廢，給公司生產帶來了巨大壓力。

1. 墊塊原加工工藝流程

原工藝流程為：供料→車削→銑削→鉗工鉆孔→淬火+回火→磨削→磁粉無損檢測→發藍。淬火、回火工藝參數：采用鹽浴爐加熱（840±10）℃，保溫20min，油冷（180±20）℃，回火3h，空冷，淬火后硬度要求60～65HRC。

2. 裂紋特征及初步分析

裂紋形態為表面網狀裂紋，判斷為沿晶脆性斷裂，經分析確定出現裂紋的環節為：淬火過程冷卻速度過快，造成組織應力過大而出現裂紋；磨削過程應力過大致裂紋出現。

3. 工藝試驗

（1）進行小批10件零件生產，淬火后磨削前增加磁粉無損檢測工序。試驗結果：淬火后磁粉無損檢測未發現裂紋，合格。但是磨削后依然出現了裂紋，說明出現裂紋的環節在磨削過程。

（2）進一步改進工藝流程，在供料序后車削序前增加球化退火（見附圖），進行多批次上千件零件的加工后，沒有再出現裂紋，合格率達到100%。

球化退火工藝圖

4. 分析

改進工藝前，碳化物大量堆積在晶界處，組織為片狀珠光體+網狀滲碳體，應力集中，脆性大。磨削加工過程，當應力超過晶界處材料的強度時，就出現了裂紋，而且迅速沿晶界擴展，出現網狀裂紋。

進行球化退火后，珠光體呈球狀分布，碳化物呈顆粒狀均勻分布，局部應力大大降低。磨削過程中產生的應力不足以超過材料的強度，因此不會出現裂紋。為了避免出現裂紋，應采購供應狀態為球化退火的原材料，或采購后先進行球化退火，然后再投入加工。