The influence of modern thermo-chemical and abrasive treatments on the distribution of residual stresses in the surface layer of 17CrNi6-6 steel

Abstract

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące określenia stanu naprężeń własnych powstałych w wyniku kształtowania warstwy wierzchniej materiału poprzez obróbkę nawęglania próżniowego i szlifowania. Synergiczny wpływ obróbki cieplno-chemicznej i ściernej badano na próbkach pierścieniowych wykorzystywanych do badań naprężeń własnych metodą Dawidenkowa. Próbki poddano procesowi nawęglania próżniowego i następnie szlifowano ściernicą elektrokorundową -38A60K8V oraz ściernicą z ziarnami CBN -RNB80/63B75V. Podczas szlifowania stosowano ciecze obróbkowe: emulsja olejowa 5%, wydatek ok. 20 l/min, olej Micro5000 podawany z minimalnym wydatkiem (MQL) ok. 25 ml/h, obróbka na sucho. Na podstawie przeprowadzonych badań określono wpływ rodzaju ściernicy oraz czynnika chłodząco-smarującego na rozkład naprężeń własnych w warstwie wierzchniej. Najlepsze efekty szlifowania, w odniesieniu do rozkładu naprężeń wła-snych, uzyskano przy podawaniu cieczy obróbkowej (emulsji olejowej) w trybie obfitym podczas szlifowania ściernicą z ziarnami CBN.SŁOWA KLUCZOWE: synergizm, naprężenia własne, nawęglanie próżniowe, szlifowanieIn this paper we present research concerning the determination of the stresses resulting from forming the material surface layer by vacuum carburizing and grinding. The synergistic effect of thermo-chemical and abrasive treatments was studied on ring samples used for Dawidenkow stress calculation method. The samples were subjected to vacuum carburizing and then grinded using aloxite grinding wheel -38A60K8V and CBN-RNB80/63B75V. When grinding, apart from dry machining, selected cutting fluids were used: 5% oil emulsion with quantity lubrication approx. 20 l/min, oil Micro5000 administered with a minimum quantity lubrication (MQL) approx. 25 ml/h. Based on the study, the effect of grinding-cooling lubricant type on the stresses distribution in the surface layer was defined. Optimum results with respect to the distribution of stresses were achieved for the abrasive treatment in fluid (oil emulsion) under rich lubrication regime using CBN grinding wheel. KEYWORDS: synergy, residual stresses, vacuum carburizing, grindingWprowadzenie Dotychczas problem kształtowania stanu naprężeń wła-snych w procesach utwardzania powierzchniowego na drodze obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej [1-6] i ich superpozycji z naprężeniami od zewnętrznych obciążeń eksploatacyjnych [2,7,8]