Podczas obróbki części mechanicznych na przedmiot obrabiany będzie oddziaływać siła skrawania i ciepło skrawania, co zmieni fizyczne i mechaniczne właściwości metalowej warstwy powierzchniowej. W procesie szlifowania odkształcenie plastyczne i ciepło skrawania będą poważniejsze niż krawędź skrawająca. Aby zapewnić właściwości mechaniczne obrabianych powierzchni części, musimy wiedzieć, jakie czynniki wpływają na właściwości mechaniczne obrabianych powierzchni części.
1. Utwardzanie na zimno i parametry oceny
(1) Hartowanie metali na zimno
W procesie obróbki skrawaniem, ze względu na rolę siły skrawania, bardzo łatwo dochodzi do odkształcenia plastycznego, które powoduje zniekształcenie, zniekształcenie, a nawet pęknięcie siatki. Poprawią one twardość i wytrzymałość metalu powierzchniowego, co nazywa się hartowaniem na zimno.
(2) Główne czynniki wpływające na hartowanie na zimno
Wraz ze wzrostem tępego promienia krawędzi skrawającej wzmocniony zostanie efekt wyciskania na powierzchni metalu, co pogłębi odkształcenie plastyczne i doprowadzi do wzmocnienia twardości na zimno.
Zwiększa się zużycie tylnej powierzchni czołowej narzędzia, a zamocowanie cierne pomiędzy tylną powierzchnią czołową narzędzia a obrabianą powierzchnią zwiększa odkształcenie plastyczne, prowadząc do utwardzenia.
Zwiększa się wpływ promienia tępego krawędzi skrawającej na szybkość skrawania utwardzającego, skraca się czas interakcji narzędzia z przedmiotem obrabianym, przez co zmniejsza się głębokość wyciągnięcia odkształcenia plastycznego, a głębokość warstwy zahartowanej. Wraz ze wzrostem prędkości skrawania skraca się czas oddziaływania ciepła skrawania na powierzchnię obrabianego przedmiotu, co powoduje utwardzenie.
2. Zmiana struktury metalograficznej materiału warstwy wierzchniej
(1) Oparzenie szlifierskie: gdy temperatura powierzchni przedmiotu szlifującego przekroczy temperaturę przemiany fazowej, metal powierzchniowy ulegnie zmianom metalograficznym, co zmniejszy wytrzymałość i twardość metalu powierzchniowego, powodując naprężenia szczątkowe i niewielkie pęknięcia. Podczas szlifowania hartowanej stali mogą wystąpić przypalenia odpuszczające, wypalające i wyżarzające.
Oparzenie odpuszczające: temperatura w obszarze szlifowania nie przekracza temperatury przemiany hartowanej stali, ale przekroczyła temperaturę przemiany szorstkiego korpusu. Odpuszczająca struktura martenzytu metalu powierzchni przedmiotu obrabianego zostanie przekształcona w strukturę odpuszczania o niskiej twardości.
Wypalanie hartownicze: Jeśli temperatura obszaru skrawania przekroczy temperaturę przemiany fazowej, w połączeniu z rolą hartowania chłodziwa, metal powierzchniowy ulegnie hartowaniu wtórnemu, a jego twardość będzie wyższa niż martenzytu odpuszczonego, podczas gdy dolna warstwa będzie się powoli ochładzać i pojawi się odpuszczająca tkanina o twardości niższej niż twardość pierwotnego odpuszczonego martenzytu.
Oparzenie wyżarzające: jeśli temperatura obszaru skrawania przekracza temperaturę przemiany fazowej, a do obszaru szlifowania nie dociera chłodziwo, powierzchnia metalu wytworzy strukturę powrotną, powodując gwałtowny spadek twardości powierzchni.
(2) Naprężenie szczątkowe warstwy powierzchniowej: pod działaniem siły skrawania na obrabianą powierzchnię wpłynie naprężenie rozciągające, powodujące wydłużenie odkształcenia plastycznego. Kiedy powierzchnia ma tendencję do zwiększania się, warstwa wewnętrzna będzie odkształcana elastycznie. Po usunięciu siły skrawania wewnętrzny metal ma tendencję do powrotu do pierwotnego kształtu, ale nie może powrócić do swojego pierwotnego kształtu ze względu na ograniczenie odkształcenia plastycznego warstwy wierzchniej. W związku z tym na warstwie powierzchniowej będzie występowało szczątkowe naprężenie ściskające, a na warstwie wewnętrznej naprężenie rozciągające.