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----研磨業者 必須具備的冶金知識

研磨過熱時, 所產生的溫度/應力變化, 非常複雜. 常導致研磨熱的傷害. 下面照片顯示不同程度的研磨熱量對工件的影響. 

左1: 300W, 無熱傷害. (下面所指的退火區(annealed zone) 指的是 原來的高週波硬化+回火 

左2: 400W, 退火區, 寬245 um.       ---區,又被研磨熱量回火一次, 所以腐蝕顏色變得黑一點).

左3. 500W, 產生研磨熱   淬火區*   (新生成的M, 未回火, 不易腐蝕, 所以白亮)  230um, 退火區 625 um. 

左4. 600W, 研磨熱淬火區, 540um, 其下的退火區 635 um

*產生過熱可能原因: 1. 砂輪不銳利. 2. 進料太快, 3. 切削量過大. 4. 磨輪與工件硬度搭配不當..........

    金相試片拋光後以不同酸液浸蝕, 得到下面照片. 最表層(a-b)是研磨熱高溫所產生的"研磨淬火層", 研磨的高溫使一小部份原先的感應淬火層變態成"沃斯田鐵". 隨後,又因沖冷卻液, 馬上冷卻而變成"麻田散鉄", 整個昇溫-急冷過程, 就如同淬火熱處理, 所以名之為"研磨熱淬火區".   b-c 層則是研磨熱溫昇未達沃斯田鐵變態溫度(~750C), 但這個熱量會把原來的感應硬化層 "再回火一些些", 所以腐蝕顏色稍暗一點, 也叫退火區. C的右側為感應硬化層. 感應硬化層右側則是調質組織.

1.研磨熱淬火區 2.研磨熱再回火區 3.感應淬火區 4.調質區

送驗試塊. 取自主軸 flange.

    如果不切片檢驗, 判定研磨裂痕的一個重要準則是: 裂紋方向(黃色細線)與磨痕方向(紅色箭頭)多成直角. 下面照片2可看出此點. 所以這是很典型的研磨裂紋. 此例中有一薄層剝離. 這是因為表層受研磨熱, 急速昇溫而膨脹. 此層下方溫度跟不上, 膨脹量也跟不上, 於是牽扯出裂縫. 上層膨脹時沿著圓周方向, 左右彼此擠壓, 應力過大時, 下方因有材料阻礙, 無法往下自由伸展, 上方則沒有阻礙, 於是向上拱起(黃色短箭頭), 釋放應力. 這與水泥地受日晒產生裂縫,  道理相同. See below.

下: 紅箭頭: 磨痕方向. 黃細線: 裂痕方向.

 2

下面幾個實例: 研磨熱 傷害輕微的 只產生裂紋; 嚴重的 翹起/剝離.

研磨熱 淬火層  有人稱之為 新(鮮) 麻田散鐵.-----比起他下層的回火而言.   Fresh  Martensite