钢球加工中烧伤的分析与控制（二）
钢球烧伤的原因及分析
2 烧伤原因及分析
2.1 机理分析
钢球在磨削加工时，其局部表面受到骤然磨削、挤压、摩擦等强力作用，导致局部温度瞬间上升过高，而后冷却形成钢球烧伤。当局部温度瞬间升高到高温回火温度时，又迅速冷却，产生的烧伤经冷酸洗后呈灰黑色，其组织为回火屈式体，这种烧伤被称为回火烧伤。回火烧伤伴有局部区域复杂的显微应力变化，因而会对钢球的质量（如寿命等）造成影响。当局部温度瞬间升高到淬火温度时，又迅速冷却，在该局部产生淬火现象，酸洗后呈灰白色的淬火马氏体，这种烧伤被称为淬火烧伤。淬火烧伤会造成钢球表面局部区域内显微组织和应力的较严重变化，破坏钢球表面组织和应力的均匀性，从而严重影响钢球的寿命。
2.2 工序分析
钢球加工中的光球、磨球和研球3个工序都可能产生钢球烧伤。经统计表明，这3个工序产生烧伤的几率分别占烧伤总数的17%，76%和7%。各工序发生烧伤几率的统计数据见表1。
表1 各类烧伤产生的几率 %
由表1可以看出：
(1) 磨球工序是烧伤发生几率最高的工序，也是各钢球厂控制烧伤的关键工序。其中以线状回火烧伤为主，点状烧伤比例也较高，另有少量淬火烧伤。
(2) 光球工序由于压力大、速度快，产生烧伤比率也较高，特别是光球工序产生的淬火烧伤（如变色球），对钢球寿命影响最大（但当前被不少钢球厂所忽视）。
(3) 研球工序产生少量的点状、线状回火烧伤，由于已接近加工到成品而不好消除，同样存在影响钢球寿命的问题。
2.3 钢球规格分析
钢球加工实践中，不同规格钢球加工产生烧伤的几率有一定区别，通过统计分析表明，钢球越大，因其自转较差而产生烧伤的比例就越大。对Փ3.175 ~ 25.4 mm尺寸范围钢球产生烧伤（500批次）的统计结果为：Փ3.175 ~ 9525 mm钢球所产生的烧伤数约占9%；Փ10.0 ~ 14.288 mm钢球产生的烧伤数约占26%；Փ15.081 ~ 25.4 mm钢球烧伤数约占65%。
2.4 原因分析
点状、线状及片状烧伤产生的主要原因见表2。各类烧伤的直接原因不相同，但其间接原因有时也会混合，引起不同形状的烧伤。同时，加工过程中人为操作不当，也是产生各类烧伤的重要原因之一。
| 烧伤分类 | 直接原因 | 间接原因 |
| 线状烧伤 | 钢球自转不灵活而形成滑动摩擦 | 1. 砂轮板、铸铁盘的硬度过高； 2. 钢球的压力过小或铸铁盘、砂轮沟槽过深； 3. 加工钢球的沟槽深浅不一致，有的沟道对球的约束力不够，造成钢球连动或滑动； 4. 铸铁盘入口处喇叭口过于宽大，使钢球接触砂轮沟边沿； 5. 机床主轴精度、两磨板的平行度、沟槽的同心度未能满足要求； 6. 设备液压部稳定； 7. 铸铁盘或砂轮的沟槽不相吻合； 8. 同批钢球的批直径变动量大或混入大规格钢球； 9. 磨削液润滑性能过强，或混入机油等导致钢球连动或滑动。 |
| 点状烧伤 | 钢球受到硬质点挤压、撞击等 | 1. 铸铁盘、砂轮沟道有砂眼、硬质点、裂纹或掉粒（块）等； 2. 铸铁盘盘口有尖点或大毛刺； 3. 聚球刀板有尖点或大毛刺，或聚球刀板磨损而聚球不顺利； 4. 分配器与铸铁盘入口的交接处不吻合，或分配器后退使钢球在入口处短暂停留、窜沟，而被砂轮的沟沿打伤； 5. 设备转速太快或速度变化率太大，钢球突然加速运转 |
| 片状烧伤 | 钢球受到超强压力，只公转，不自转 | 1. 钢球在分配器和铸铁盘入口处进球不顺畅，在入口处堆积而堵沟，或者因其他原因造成某些沟槽太浅，当钢球重新进入该沟槽时产生片状、两极烧伤； 2. 换磨加工大规格钢球时，未做压沟处理； 3. 混入大规格钢球或机床上的死角球重新进入沟槽。 |
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