磨具裂纹产生原因分析

作者:剑事磨料磨具技术信息咨询有限公司  王鑫(磨料磨具杂志专栏作家)

        裂纹是比较常见的一种废品因素,根据剑事磨料磨具技术咨询有限公司多年生产技术经验分析,任何材料的破坏,都必须具备两个条件:一个是材料内部有裂纹存在;另一个是这种裂纹能在材料中扩展,直到断裂.

        材料中的一切缺陷,包括微裂纹,小气孔及杂质集中的地方,组织松散的地方等都可以成为裂纹的来源和起因,这称为裂纹源.任何裂纹都是材料在外力作用下,从裂纹源产生出来的.裂纹源往往很小,用肉眼不能察觉,但在显微镜下面,就可以看到有许多细小的裂痕-微细的裂纹,还有气孔和杂质,这些都是裂纹产生的发源地.

        裂纹源是磨具在生产过程中带进去的,任何一种材料都不能做到xx没有缺陷,只是数量和程度不同罢了,尽管我们在工艺操作等方面作了种种努力,内部缺陷还是比金属材料多的多.但这并不是说,产品有缺陷就一定会产生裂纹,重要的是,产品在外力作用下,不能像金属那样产生塑性形变.容易使应力集中在某部位,使这部分缺陷-裂纹源迅速转变成裂纹.内部裂纹一旦形成并达到一定的临界尺寸后,就非常容易扩展,内部出现的应力立即集中到裂纹的{jd0}上,并向{jd0}两边扩展,它不能像金属那样,通过本身形状的改变来吸收外力带来的能量,只能用生成新表面的形式来吸收这部分能量,裂纹的扩展,就意味着两个新表面的形成.就这样裂纹迅速扩展,新表面迅速增大,直到裂纹的形成或者断裂,使外加的能量全部转变成新表面生产的能量为止,这就是裂纹的形成的过程.

        裂纹的生成与扩展,都是在很短的时间内,甚至是一瞬间发生的--真可以说是倾刻瓦解.磨具经不起强烈振动打击,碰撞的性质叫脆性,衡量脆性的大小可以用形成一个单位新表面所需要的能量来表示,这叫作断裂功.断裂功越大,其韧性就越大,陶瓷砂轮的断裂功很小,只是铜的千之一,也就是说磨具的脆性大,经不起打击,所以不管是半成品或是成品,要轻拿轻放,避免因碰撞打击而产生的裂纹废品.

       砂轮的脆性不仅表现在经不起摔打,也就是抗机械冲击性差,还表现在它的抗热冲击性能差,也叫抗热振性能差.抗机械冲击性能与抗热冲击有相同之处,也有不同的地方,它们在破坏的表现上是一样的,都是在产品内部引起裂纹和促使裂纹迅速扩展,{zh1}导致xx裂纹.机械冲击是由外力的作用,而热冲击则是由于在产品内部产生了热应力,抗热冲击性能,除力学上的关系外,还与产品本身的导热能力和热膨胀性能有很大关系,在受热的过程中,产品表面和内部引起温度的差别,即温差,致使产品各部位有不同的膨胀和收缩的速率,因而产生热应力.如果传导热的能力高,在产品各部位所引起的温度差就可以减小,各部位的膨胀和收缩率小,也减缓所产生热应力的影响.

    裂纹产生的原因分为两种:机械冲击和热冲击.

    机械冲击举例来说有:成型过程中翻转碰撞摔打,搬运中的撞击,加工中压力过大,吃刀进刀量过大等.

    热冲击举例来说有:烧成升温过快,烧成冷却速率过快,干燥速率过快等等.

以上是剑事磨料磨个技术信息咨询有限公司对裂纹产生原因的简单分析,欢迎业内朋友指正.