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正佳不銹鋼

研磨工藝對(duì)不銹鋼制品管表面殘余應(yīng)力的影響

2021-11-05 16:53:56 正佳不銹鋼
       表面殘余應(yīng)力會(huì)影響不銹鋼制品管的疲勞強(qiáng)度及尺寸精度,研磨工藝除了對(duì)表面粗糙度有影響之外,還對(duì)表面殘余應(yīng)力有著直接影響。接下來從磨料粒度、研磨壓力和研磨速度等工藝參數(shù),來詳細(xì)了解一下研磨工藝對(duì)不銹鋼制品管表面殘余應(yīng)力的影響。

       一、磨料粒度

       磨料粒度是影響研磨過程的重要因素,不僅影響研磨加工過程中的研磨力、研磨溫度,而且影響研磨不銹鋼制品管的表面質(zhì)量。分別采用不同牌號(hào)的碳化硅磨料,固定其它研磨參數(shù)(轉(zhuǎn)速30rpm,研磨壓力20N,研磨時(shí)間30min)進(jìn)行研磨試驗(yàn),得到工件表面殘余應(yīng)力變化曲線如圖3、圖4所示。
研磨工藝對(duì)不銹鋼制品管表面殘余應(yīng)力的影響
研磨工藝對(duì)不銹鋼制品管表面殘余應(yīng)力的影響
       由圖4可見,經(jīng)研磨加工的工件表面均呈壓應(yīng)力狀態(tài)。這是因?yàn)檠心ミ^程是由大量高硬度的磨料作為刀具進(jìn)行微量切削不銹鋼制品管表面的過程,而磨料作為刀具具有很大的負(fù)前角,以致于研磨過程中,磨料在工件表面產(chǎn)生了很大的壓應(yīng)力和塑性變形。不均勻的塑性變形加工后殘存在表面,形成了殘余壓應(yīng)力。由圖3還可看出,表面殘余壓應(yīng)力的數(shù)值隨磨料粒度變大而增加。這是因?yàn)槟チ狭6茸兇髸r(shí),同時(shí)作用于工件加工表面上的磨粒數(shù)量相應(yīng)減少,每個(gè)磨粒上的作用力增大,磨粒在其表面劃出溝痕的兩側(cè)出現(xiàn)了較大的隆起,工件表面的壓應(yīng)力和不均勻塑性變形程度隨之增加,導(dǎo)致殘余壓應(yīng)力上升。

       二、研磨壓力

       改變施加在精密不銹鋼管上的研磨壓力,而固定其它研磨參數(shù)(磨料粒度W1,轉(zhuǎn)速30rpm,研磨時(shí)間30min)進(jìn)行研磨試驗(yàn),得到研磨壓力對(duì)表面殘余應(yīng)力的影響曲線。
研磨工藝對(duì)不銹鋼制品管表面殘余應(yīng)力的影響
       由圖6可見,增大研磨壓力,工件表面的殘余壓應(yīng)力增大。這是因?yàn)樵龃笱心毫?,相?yīng)就增加了磨料對(duì)工件表面的壓應(yīng)力,使得不銹鋼管表面的塑性變形程度增大,這必然導(dǎo)致管材表面的殘余壓應(yīng)力增加。當(dāng)研磨壓力增大到某一臨界值后,表面殘余壓應(yīng)力增大速度開始趨緩,這可能是由于在過大的研磨壓力下,研磨后不銹鋼管表面由于殘余應(yīng)力的作用而產(chǎn)生了微量變形,使得部分殘余應(yīng)力得以釋放的緣故。

       三、研磨速度

       固定其它工藝參數(shù)(磨料粒度W1,壓力20N,研磨時(shí)間30min),改變研磨速度進(jìn)行了研磨試驗(yàn),得到研磨速度與表面殘余應(yīng)力之間的關(guān)系曲線。
研磨工藝對(duì)不銹鋼制品管表面殘余應(yīng)力的影響
研磨工藝對(duì)不銹鋼制品管表面殘余應(yīng)力的影響
       由圖8可見,隨研磨速度的提高,不銹鋼制品管表面殘余壓應(yīng)力的數(shù)值隨之增大。其原因在于,研磨速度增大,相應(yīng)地使磨料作用于工件表面的次數(shù)增加。從圖9可以看出,鋼管表面的舊劃痕上產(chǎn)生了許多新劃痕,隨著研磨速度的增加,工件表面的塑性變形減少,但是管材表面所受到的力卻比研磨速度低時(shí)大得多,所以表面殘余應(yīng)力隨著研磨速度的增加而增大。

       以上就是研磨工藝對(duì)不銹鋼制品管表面殘余應(yīng)力的影響,從曲線圖可知,殘余應(yīng)力隨磨料粒度和研磨壓力的增大而增加,但研磨壓力超過某一臨界值時(shí),工件表面的殘余壓應(yīng)力變化趨緩。研磨速度的增大會(huì)增加工件表面的殘余壓應(yīng)力。

參考資料:陳建,原一高,吳賀龍,朱世根—研磨工藝對(duì)工件表面粗糙度及殘余應(yīng)力的影響



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