Study on subsurface damage of WC-10Co-4Cr coating in planar grinding of cup sand wheels

SHEN Xiandi; JIANG Chen; JIANG Zhenyu; ZHANG Yixuan; WANG Lingqi; PU Guiyuan

doi:10.16579/j.issn.1001.9669.2025.07.005

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Study on subsurface damage of WC-10Co-4Cr coating in planar grinding of cup sand wheels

·Fatigue·Damage·Fracture·Failure Analysis· | 更新时间：2025-07-10

- Study on subsurface damage of WC-10Co-4Cr coating in planar grinding of cup sand wheels
- Journal of Mechanical Strength Vol. 47, Issue 7, Pages: 42-48(2025)
- 作者机构：
  
  1.上海理工大学机械工程学院，上海 200093
  2.上海市轴承技术研究所有限公司，上海 201800
- 作者简介：
  
  JIANG Chen, E-mail: jc_bati@163.com
- 基金信息：
  
  Yangtze River Delta Science and Technology Innovation Community Joint Research Project 2022(CSJGG1302);State Key Laboratory of Mechanical Systems and Vibration Project(MSV202315)
- DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.07.005
  CLC： TH162
- Received：06 November 2023，
  
  Revised：19 December 2023，
  
  Published：15 July 2025
- 稿件说明：
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沈先弟，姜晨，姜臻禹，等.杯形砂轮平面磨削WC-10Co-4Cr涂层亚表面损伤研究［J］.机械强度，2025，47（7）：42-48.

SHEN Xiandi，JIANG Chen，JIANG Zhenyu，et al.Study on subsurface damage of WC-10Co-4Cr coating in planar grinding of cup sand wheels［J］.Journal of Mechanical Strength，2025，47（7）：42-48.
沈先弟，姜晨，姜臻禹，等.杯形砂轮平面磨削WC-10Co-4Cr涂层亚表面损伤研究［J］.机械强度，2025，47（7）：42-48. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2025.07.005.

SHEN Xiandi，JIANG Chen，JIANG Zhenyu，et al.Study on subsurface damage of WC-10Co-4Cr coating in planar grinding of cup sand wheels［J］.Journal of Mechanical Strength，2025，47（7）：42-48. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2025.07.005.

摘要

针对磨削WC-10Co-4Cr涂层产生的亚表面损伤会导致涂层性能下降的问题，开展杯形砂轮磨削WC-10Co-4Cr涂层的亚表面损伤深度研究。根据磨削材料去除理论和压痕断裂力学，得出单颗粒磨削力理论表达式；基于杯形砂轮平面磨削特点，建立亚表面损伤深度理论预测模型；设计单因素平面磨削试验及单点抛光试验以验证模型准确性；分析不同磨削参数对工件亚表面损伤深度与表面粗糙度的影响规律。研究表明，亚表面损伤深度预测值与实测值的变化趋势一致，最大相对误差为15.8%；亚表面损伤深度及表面粗糙度随磨削深度、进给速度的增加而增加，随主轴转速的增加而减少。研究对于指导杯形砂轮磨削WC-10Co-4Cr涂层加工参数优化具有一定价值。

Abstract

The subsurface damage depth of grinding WC-10Co-4Cr coating with a cup wheel was investigated in an effort to address the issue that the subsurface damage will cause the coating's performance to deteriorate. The theoretical formula of single particle grinding force was obtained based on the principles of indentation fracture mechanics and grinding material removal theory. A theoretical subsurface damage depth prediction model was developed based on the cup wheel's surface grinding properties. The design of the single factor surface grinding test and the single point polishing test was to confirm the model's accuracy. Analysis was done on how various grinding parameters affected the workpiece's surface roughness and depth of subsurface damage. The maximum relative error is 15.8%

and the predicted subsurface damage depth agrees with the measured value

according to the results. Surface roughness and subsurface damage depth rise with feed speed and grinding depth

but fall with spindle speed. The study has some theoretical significance for directing the process parameter optimization of cup wheel grinding of WC-10Co-4Cr coatings.

关键词

Keywords

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