JIAGONGBIAOMIANLENGZUOYINGHUA

加工表面冷作硬化加工表面層的冷作硬化機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的塑性變形，使晶格扭曲、畸變，晶粒間產(chǎn)生滑移，晶粒被拉長，這些都會使表層金屬的硬度增加，稱為冷作硬化（或稱為強(qiáng)化）。表層金屬冷作硬化會增大金屬變形的阻力，減小金屬的塑性，金屬的物理性質(zhì)（如密度、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等）也會發(fā)生變化。加工表面層的冷作硬化金屬作硬化會使金屬處于高能位不穩(wěn)定狀態(tài)，只要一有條件，金屬的冷硬結(jié)構(gòu)就會本能地向比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，這些現(xiàn)象統(tǒng)稱為弱化。機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的切削熱，將使金屬在塑性變形中產(chǎn)生的冷硬現(xiàn)象得到恢復(fù)。加工表面層的冷作硬化衡量冷作硬化的指標(biāo)有表面層的顯微硬度HV、硬化層深度h?、硬化程度N三項(xiàng)。

其中HV0為工件內(nèi)部金屬原來的硬度。影響切削加工表面冷作硬化的因素01切削用量的影響切削用量中以進(jìn)給量和切削速度的影響為最大。影響切削加工表面冷作硬化的因素01切削用量的影響加大進(jìn)給量時，表層金屬的顯微硬度將隨之增加。這是由于隨著進(jìn)給量的增大，切削力也增大，表層金屬的塑性變形加劇，冷硬程度增大。影響切削加工表面冷作硬化的因素01切削用量的影響但這種情況只是在進(jìn)給量比較大時才是正確的；如果進(jìn)給量很小，比如切削厚度小于0.05-0.06mm時，若繼續(xù)減小進(jìn)給量，則表層金屬的冷硬程度會增大。影響切削加工表面冷作硬化的因素01切削用量的影響增大切削速度，刀具與工件的作用時間減少，使塑性變形的擴(kuò)展深度減小，因而冷硬層深度減??；但增大切削速度，切削熱在工件表面層上的作用時間縮短，將使冷硬程度增加。影響切削加工表面冷作硬化的因素01切削用量的影響在如圖所示加工條件下，增大切削速度，都出現(xiàn)了冷硬程度隨之增大的情況。影響切削加工表面冷作硬化的因素01切削用量的影響例如，車削Q235A鋼，在切削速度為14m/min時，冷硬層深度達(dá)到100μm；而當(dāng)切削速度提高到208m/min時，冷硬層深度只有38μm，冷硬程度也顯著降低。影響切削加工表面冷作硬化的因素切削刃鈍圓半徑的大小對切屑形成過程的進(jìn)行有決定性影響。02刀具幾何形狀的影響實(shí)驗(yàn)證明，已加工表面的顯微硬度隨著切削刃鈍圓半徑的加大而明顯地增大。這是由于切削刃鈍圓半徑增大，徑向切削分力也將隨之加大，表層金屬的塑性變形程度加劇，導(dǎo)致冷硬增大。前角在±20°范圍內(nèi)變化時，對表層金屬的冷硬沒有顯著影響。影響切削加工表面冷作硬化的因素02刀具幾何形狀的影響刀具磨損對表層金屬的冷作硬化影響很大。影響切削加工表面冷作硬化的因素02刀具幾何形狀的影響由于磨損寬度加大后，刀具后刀面與被加工工件的摩擦加劇，塑性變形增大，導(dǎo)致表面冷硬增大。影響切削加工表面冷作硬化的因素02刀具幾何形狀的影響當(dāng)磨損寬度繼續(xù)加大，摩擦熱將急劇增大，弱化趨勢明顯增大，表層金屬的顯微硬度逐漸下降，直至穩(wěn)定在某一水平上。影響切削加工表面冷作硬化的因素03加工材料性能的影響件材料的塑性越大，冷硬傾向越大，冷硬程度也越嚴(yán)重。碳鋼中含碳量越高，強(qiáng)度越高，其塑性就越小，因而冷硬程度就越小。有色合金金屬的熔點(diǎn)低，容易弱化，冷作硬化現(xiàn)象比鋼材輕得多。影響磨削加工表面冷作硬化的因素分析工件材料對磨削表面冷作硬化的影響，可以從材料的塑性和導(dǎo)熱性兩個方面考慮。01工件材料性能的影響磨削高碳工具鋼T8，加工表面冷硬程度平均可達(dá)60%-65%，個別可達(dá)100%；而磨削純鐵時，加工表面冷硬程度可達(dá)75%-80%，有時可達(dá)140%-150%，影響磨削加工表面冷作硬化的因素02磨削用量的影響加大背吃刀量，磨削力隨之增大，磨削過程的塑性變形加劇，表面冷硬傾向增大。影響磨削加工表面冷作硬化的因素02磨削用量的影響加大縱向進(jìn)給速度，每顆磨粒的切屑厚度隨之增大，磨削力加大，冷硬增大。但提高縱向進(jìn)給速度，有時又會使磨削區(qū)產(chǎn)生較大的熱量而使冷硬減弱。影響磨削加工表面冷作硬化的因素提高工件轉(zhuǎn)速，會縮短砂輪對工件的作用時間，使軟化傾向減弱，因而表面層的冷硬增大。提高磨削速度，每顆磨粒切除的切削厚度變小，減弱了塑性變形程度；磨削區(qū)的溫度增高，弱化傾向增大。02磨削用量的影響影響磨削加工表面冷作硬化的因素02磨削用量的影響高速磨削時加工表面的冷硬程度總比普通磨削時低。影響磨削加工表面冷作硬化的因素03砂輪粒度的影響砂輪粒度越大，每顆磨粒的載荷越小，冷硬程度也越小。冷作硬化的測量方法冷作硬化的測量主要是指表面層的顯微硬度HV和硬化層深度h的測量，硬化程度N可由表面層的顯微硬度HV和工件內(nèi)部金屬原來的顯微硬度HV0，通過以下公式計(jì)算求得。

冷作硬化的測量方法表面層顯微硬度HV常用顯微硬度計(jì)測量。它的測量原理與維氏硬度計(jì)相同，都是采用頂角為136°的金剛石壓頭在試件表面上打印痕，然后根據(jù)印痕的大小決定硬度值。所不同的只是顯微硬度計(jì)所用的載荷很小，一般都只在2N以內(nèi)（維氏硬度計(jì)的載荷約為50-1200N），印痕極小。冷作硬化的測量方法加工表面冷硬層很薄時，可在