обрабатываемой детали, а некоторая часть тепла уходит в абразивный инструмент или излучается в окружающую среду.

Тепло, поглощаемое стружкой, приводит к высоким температурам стружки, и они частично оплавляются, а частично сгорают за счет окисления углерода, содержащегося в металле, кислородом воздуха.

Различные примеси, содержащиеся в металле, определяют интенсивность окисления, форму и цвет пучка искр. Например, при шлифовании углеродистых сталей пучок искр получается светло-желтого цвета со звездочками, количество которых увеличивается с повышением содержания углерода в стали. При шлифовании быстрорежущей стали образуется пучок искр темно-красного цвета с редкими звездочками на концах. По пучку искр часто в производственных условиях контролируют марку шлифуемого металла.

При шлифовании различают следующие основные температуры:

1) среднюю установившуюся температуру поверхности детали (изменяется в пределах от 20 до 400° С в зависимости от режима шлифования, размеров и материала детали и условий охлаждения);

2) мгновенную контактную температуру в зоне резания (изменяется в пределах от 150 до 1200° С);

3) мгновенную температуру резания отдельными абразивными зернами (изменяется в пределах от 1000° С до температуры плавления шлифуемого металла).

Высокие мгновенные температуры в зоне резания приводят к изменению структуры поверхностного слоя шлифуемой детали, появлению тепловых деформаций детали, остаточных деформаций, прижогов и трещин, возникающих в процессе шлифования.

Прижоги и трещины возникают в основном при шлифовании закаленных стальных деталей, имеющих высокую твердость и прочность, или появляются на деталях, изготовленных из металлов с низкой теплопроводностью (например, жаропрочные сплавы).

При шлифовании быстрорежущей стали опасность появления трещин значительно увеличивается, так как она имеет меньшую теплопроводность по сравнению с углеродистыми сталями.

Под влиянием выделяющегося при шлифовании тепла в поверхностных слоях происходит разложение мартенсита, приводящее к уменьшению его объема и, следовательно, трещинам. Скорость структурных превращений различна в зависимости от глубины поверхностного слоя, что приводит к возникновению внутренних напряжений и к появлению сетки шлифовочных трещин.

Прижоги уменьшают твердость и износостойкость поверхностного слоя детали, т. е. ухудшают его качество.

Прижоги и трещины появляются при чрезмерно интенсивном съеме металла, при шлифовании слишком твердыми кругами, при недостаточном охлаждении. Для устранения прижогов и трещин надо правильно подбирать характеристику круга, имея в виду, что уменьшение степени твердости, применение крупнозернистых кру-

h, мм 2.0

roB, увеличение номера структуры, повышение шероховатости на рабочей поверхности круга приводят к уменьшению теплоты, образующейся при шлифовании.

При появлении прижогов и трещин иногда приходится уменьшать интенсивность съема металла за счет снижения поперечной подачи. Увеличение скорости детали, как правило, уменьшает опасность появления прижогов.

Для обнаружения изменений в поверхностном слое шлифованной детали или заточенного инструмента, вызванных чрезмерным

нагревом при шлифовании или заточке, используют различные методы.

В инструментальных сталях поверхностный дефектный слой можно обнаружить методом травления, например в 10%-ном растворе азотной кислоты. Участки пониженной твердости травятся интенсивнее и обнаруживаются в виде пятен темно-коричневого цвета. Темнотравящаяся зона является следствием отпуска, и ее твердость снижается до 30-35 HRC в углеродистой и легированной инструментальной стали и до 55-58 Н RC в быстрорежущей стали.

Иногда при травлении обнаруживают плохо травящийся светлый слой, который является следствием вторичной закалки и имеет аустенитно-мартенситную структуру. Углеродистые и легированные инструментальные стали по сравнению с быстрорежущей имеют более низкую температуру закалки, что способствует образованию белого слоя вторичной закалки. Толщина этого слоя достигает 30-50 мкм для быстрорежущих сталей и до 100 мкм для углеродистых сталей Толщина темнотра-вящегося отпущенного слоя пониженной твердости может при неправильной заточке достигать до 0,5-0,8 мм для быстрорежущих сталей и до 1-2 мм для углеродистых и легированных сталей (рис. 27).

Если структурные изменения захватывают большие участки, то их можно обнаружить невооруженным глазом или в лупу с 5-Ю-кратным увеличением.

Темнотравящаяся зона обнаруживается по прижогам, потемневшим участкам и цветам побежалости. Однако визуальный коц-

Рис. 27. Зависимость между глубиной слоя с измененными свойствами и цветами побежалости при шлифовании углеродистой инструментальной стали:

светло-желтый, 2 - соломенно-желтый, темно-снннй, 4 - фиолетовый, б - голубой

троль часто оказывается недостаточным, ибо при доводке и выхаживании потемневшие участки и цвета побежалости могут быть заглажены.

Вторично закаленный слой определяется в лабораторных условиях путем изготовления шлифов (обычно косых - под малым углом к поверхности детали) или рентгеноструктурным анализом, позволяющим определять повышенное количество аустенита, образующегося при очень быстром нагреве.

Для выявления трещин в поверхностном слое шлифованной детали или заточенного инструмента можно использовать несколько способов.

Выявление трещин на поверхности инструмента на рабочем месте осуществляется визуально при помощи лупы с 5-10-кратным увеличением или при помощи бинокулярного микроскопа с увеличением в 20-50 раз. Оптическим методом без изготовления специальных шлифов можно обнаружить только сравнительно крупные трещины.

В производственных условиях наиболее широко применяется цветная дефектоскопия, основанная на способности жидкости проникать в мелкие трещины. На Горьковском автозаводе применяют следующий состав окрашивающей жидкости: 70 мг бензина, 30 мг керосина и 1 г красителя судан (в расчете на 100 мл).

Твердосплавный инструмент, подлежащий контролю, погружается в жидкость на 8-10 мин и затем промывается проточной водой. Далее на контролируемую поверхность при помощи кисточки или пульверизатора наносят тонкий слой белой краски, состоящей из 100 мг белой нитроэмали, 5 г окиси цинка, 5 г густотертых цинковых белил. Краска разбавляется ацетоном до густоты сливок. Через несколько минут на поверхности белой краски появляется сетка, соответствующая расположению трещин, если они имеются в твердосплавном инструменте.

При использовании метода люминесцентной дефектоскопии контролируемый инструмент погружается на 5-10 мин в флюоресцирующий раствор, способный проникать в трещины. При облучении ультрафиолетовыми лучами в темной комнате флюоресцирующее вещество испускает свечение, видимое глазом. Для обнаружения трещин инструмент после погружения в люминофор промывается в проточной воде и сушится в шкафу при температуре 60-80° С.

После просушки инструмент погружается в коллоидный водный раствор окиси магния и тонкоизмельченного сплава электрона . Порошки этих веществ способны впитывать флюоресцирующий раствор, оставшийся в трещинах после промывки, и, следовательно, позволяют обнаруживать места расположения трещин.

Для того чтобы достигнуть высокой производительности шлифования при надлежащем качестве поверхностного слоя изделий, применяется охлаждение детали.