淬火钢磨削烧伤

齿轮零件磨削烧伤的危害、检测和预防作者：许红平鲁建锋吴伟明徐嘉军来源：《专用汽车》2019年第01期通过淬火类齿轮磨削烧伤的深层次研究，总结出磨削烧伤产生的原因和可能引起的危害，并提出磨削烧伤的各种检测方法：同时对磨削烧伤的防止措施做出了较为全面的分析，对减少齿轮类零件磨削烧伤的问题有着重要的实践意义。

齿轮类零件作为机构中的重要零部件，在渗碳淬火后往往要进行磨削加工。

在磨削加工工艺中，砂轮与零件的接触区会因摩擦产生大量热量，而大部分热量会通过传导进入零件浅表层，容易导致表层金相组织的变化。

若磨削参数设置和砂轮选择不当，在加工的过程中，会引起表层金相组织改变，并出现较大的残余应力，形成“磨削烧伤”[1]。

零件磨削烧伤会使零件表层的耐磨性、耐腐蚀性和接触疲劳强度降低，使用寿命大大降低，严重的情况下会出现裂纹，从而引发质量问题。

本文通过研究淬火类齿轮的磨削烧伤现象，总结和分析了磨削烧伤的种类和危害，提出了针对不同种类烧伤的不同检测方法，并在此基础上探讨了磨削烧伤的预防措施。

磨削烧伤的种类及危害1.磨削烧伤的种类齿轮零件磨削加工的过程中，接触区域的瞬时高温（可达1000℃）使得零件表面的金相组织产生局部变化。

根据磨削烧伤表面组织结构的不同，可以将磨削烧伤分成两类。

1.1回火烧伤当磨削接触区表面层温度显著超过马氏体转变温度，而低于相变临界温度Acl的时候，零件表面马氏体产生回火，转变成硬度较低的索氏体和屈氏体，这种烧伤称为“回火烧伤”，如图1（a）所示。

此时该表面的硬度一般为HRC51-57。

1.2二次淬火烧伤淬火钢的马氏体组织在750℃-800℃以上的磨削高温下转变成奥氏体。

如果冷却速度较低，则会重新变为马氏体，零件表层比原淬火硬度稍有提高，一般在HRC63左右。

但此变质层性能稳定性较差，脆性较高，二次淬火烧伤区域周围通常伴有一圈严重的回火层，如图1（b）所示。

2.磨削烧伤和磨削裂纹磨削烧伤的变质层内存在较大的残余应力，当残余应力超过材料的极限强度时，容易导致裂纹的出现。

磨削烧伤的检测方法可能形成网状裂纹，它会导致齿面剥落．这当然是绝对不允许的。

用硬度测试法鉴别磨削烧伤的方法，并用超声波硬度计进行了实验，证明该方法简单易行，可以广泛应用于磨削加工中。

磨削烧伤及其常用检查方法在机械类产品中，很多重要零部件如轴承、齿轮、曲轴、凸轮轴、活塞销和万向节等，在热处理之后均需经过磨削加工。

相比之下，磨削时单位切削面积上的功率消耗远远超过其它加工方法，所转化热量的大部分会进入工件表面，因此容易引起加工面金相组织的变化。

在工艺参数、冷却方法和磨料状态选择不当的情况下，工件在磨削过程中极易出现相当深的金相组织变化层（即回火层），并伴随出现很大的表面残余应力，甚至导致出现裂纹，这就是所谓的磨削烧伤问题。

零部件的表面层烧伤将使产品性能和寿命大幅度地下降，甚至根本不能使用，造成严重的质量问题。

为此，生产企业一方面通过执行正确、科学的工艺规范，减轻和避免出现磨削烧伤现象；另一方面，加强对零部件的检验，及时发现不合格工件，并判断正在进行的磨削工艺状况。

但长期以来，对工件表面磨削烧伤的检验，除了最简单的目测法外，就是采用已延续多年的传统方法——酸洗法，即在被检零部件表面涂上酸液或将其浸入盛有按规定配制的酸液槽中。

之后（或在把工件取出后）根据表面呈现的不同颜色，对磨削烧伤的程度作出相应的判断。

一般地说，若色泽没有变化，就表明情况正常；而当颜色变成灰色，则说明已有烧伤情况存在，随着色泽变得越来越深，表示工件表面因温度更高，引起的磨削烧伤更为严重。

酸洗法具体如下：This is only a suggestion from my collegue ( Dino Calvanelli ) to find theburns on the gears此为有关过烧检测的建议:Clean each sample (part) to be inspected (free ofdirt,oil,grease,fingermarks,protective coatings,etc.).清洗产品，确保无灰尘、油污、手印、表面覆盖物等。

磨削烧伤质量分析报告磨削烧伤质量分析报告一、引言磨削是一种常见的金属加工工艺，被广泛应用于工业生产中。

然而，在磨削过程中常常会发生磨削烧伤现象，造成产品的质量问题。

为了解决这一问题，本报告对磨削烧伤的原因进行了分析，并提出了相应的改进措施。

二、磨削烧伤的原因分析磨削烧伤是由于磨粒进一步破碎或结构疏松等原因造成的。

在磨削过程中，磨粒与工件表面之间的摩擦会产生高温，当温度超过材料的烧结温度时，就会引发局部烧伤现象。

此外，磨削操作参数不当、润滑条件不良等也会导致磨削烧伤的发生。

三、磨削烧伤的表征和影响1. 表征：磨削烧伤常常呈现出灰黑色或深褐色的鳞片状物，严重时还会出现金属组织的变质。

2. 影响：磨削烧伤会降低产品的表面质量，影响产品的尺寸精度和表面粗糙度。

同时，磨削烧伤还会导致产品的机械性能下降，甚至引起零部件的失效。

四、磨削烧伤的改进措施为了降低磨削烧伤的发生，以下是几点改进措施的建议：1. 选择适当的磨削液。

磨削液能够起到降低摩擦系数和冷却作用，有助于降低磨削烧伤的风险。

同时，应注意磨削液的挥发性和含油量，避免产生刺激性气体和过度润滑。

2. 控制磨削操作参数。

合理选择磨削深度、磨削速度和进给速度等参数，以避免过大的热量积累和高速磨削带来的烧伤风险。

3. 使用适当的磨具。

选择高质量的磨具，减少磨具与工件之间的摩擦，降低磨削烧伤的发生。

4. 加强磨削工艺控制。

对磨削过程进行严格的监控，及时发现磨削烧伤的异常情况，并采取相应的措施进行调整和处理。

五、结论磨削烧伤是磨削过程中常见的质量问题，对产品表面质量和机械性能造成一定的影响。

为了降低磨削烧伤的发生，应选择适当的磨削液，控制磨削操作参数，使用高质量的磨具，并加强磨削工艺的控制。

通过采取上述改进措施，可以有效降低磨削烧伤的发生率，提高产品的质量稳定性和可靠性，进一步提高企业的竞争力和市场占有率。

参考文献：[1] 沈波. 磨削烧伤的预测与控制[D]. 天津: 天津大学, 2007.[2] 苏传远. 磨削烧伤高临界温度及烧伤机理的研究[J]. 石油钻采工艺, 2009, 31(5): 52-53.。

磨削烧伤的小常识●王春雷磨削时瞬时的大量磨削热聚积在磨削区（850～1500℃）软化工件表面，使其塑性增加，有利于磨屑的形成，但对被磨工件表面质量、磨料和机床等也有不利的影响。

对工件的影响主要表现在工件表面质量和加工精度两方面。

磨削烧伤有多种不同的分类方法。

根据烧伤外观不同，可分为全面烧伤（整个表面被烧伤）、斑点状烧伤（表面上出现分散的烧伤斑点）、均匀线条状烧伤、周期线条状烧伤；按表层显微组织的变化可分为回火烧伤、淬火回火烧伤；还可根据烧伤深度分为浅烧伤（烧伤厚度＜0.005mm、中等烧伤（烧层厚度在0.005～0.01mm之间）、深度烧伤（烧伤层厚度＞0.01mm）。

在生产中最常见的是斑点状的或周期的线条状烧伤。

由于在磨削烧伤产生时往往伴有表面氧化作用，从而在零件表面生成氧化膜。

又因为氧化膜的厚度不同而使其反射光线的干涉状态不同，因此呈现出多种颜色。

所以，人们通常用磨削表面的颜色来判断烧伤的程度。

随烧伤的加强，颜色一般呈现白、黄、褐、紫、兰（青）的变化。

值得注意的是：烧伤颜色仅反映了较严重的烧伤现象，而当零件表面颜色不变时，其表面组织也可能已发生了烧伤变化，这类烧伤通常不易鉴别，所以对零件使用性能危害更大。

目前，人们为了更好地控制烧伤的程度，已根据表面组织的变化时烧伤进行了分级，一般从0～8共分九级，其中，0级最轻，8级烧伤最严重。

磨削的高温会使工件表面层金相组织发生变化。

当磨削温度未超过工件的相变温度时，工件表面层的变化主要决定于金属塑性变形所产生的强化和因磨削热作用所产生的恢复这两个过程的综合作用，磨削温度可以促使工件表面层冷作硬化的恢复；如果磨削温度超过了工件金属的相变临界温度，则在金属塑性变形的同时，还可能产生金属组织的相变，就形成了磨削烧伤。

烧伤现象将引起工件表面机械性能下降，主要是降低工件硬度和耐磨性。

磨削烧伤可分为两类：第一类是指工件磨削温度尚未达到工件材料的临界温度，仅仅使工件表面层产生回火现象，这时表面层金相组织出现回火层。

⾼温下转变成奥⽒体。

如果冷却速度较低，则会重新变为⻢⽒体，零件表层⽐原淬⽕硬度稍有提⾼，⼀般在HRC 左右。

但此变质层性能稳定性较差，脆性较⾼，⼆次淬⽕烧伤区域周围通常伴有⼀圈严重的回⽕层，如图 (b)所⽰。

磨削烧伤的检测⽅法
⻮轮零件表⾯磨削烧伤后，
降低，甚⾄完全失去⼯作能⼒。

不合格的零件，需要对零件表⾯的磨削烧伤进⾏检测。

（a）回⽕烧伤 （ b）⼆次淬⽕烧伤
图1 磨削烧伤
（a） 磨削裂纹 （b） 磨削裂纹引起的⻮⾯剥落图2 磨削烧伤和磨削裂纹
利⽤钢材不同的⾦相组织对酸蚀有不同的敏感性。

回⽕⻢⽒体酸蚀后呈现灰⾊，如发⽣严重的回⽕烧伤，回⽕⻢⽒体转变为回⽕索⽒体，酸蚀后呈现⿊⾊；如发⽣⼆次淬⽕烧伤，⾦相组织为淬⽕⻢⽒体，酸蚀后呈现⽩⾊。

2.2 酸洗检查的步骤法反应⽐较灵敏，而且数值可靠，应⽤较为⼴泛。

磨削烧伤的预防
磨削烧伤和磨削裂纹均因磨削热过⾼引起，所以预防⽌烧伤和裂纹应该从降低磨削热的⻆度着⼿。

影响磨
(a) 磨削烧伤引起的⻮⾯剥落 (b) 中速轴⻮⾯磨削烧伤并产⽣剥落
图3 ⻮⾯剥落情况图4 ⾏星轮磨削烧伤⻮⾯剥落后造成⻮圈⻮⾯凹坑。

磨削烧伤的因素有哪些？重点考虑这四个方面机械加工过程中，在工件的加工区由于切削热会使加工表面温度升高。

当温度超过金相组织变化的临界点时，就会产生金相组织变化。

对于一般的切削加工，切削热大部份被切屑带走，影响不严重。

但对磨削加工而盲，由于其产生的单位面积上的切削热要比一般切削加工大数十倍，故工件表面温度可高达1000℃左右，必然会引起表面层金相组织的变化，使表面硬度下降，伴随产生残余拉应力及裂纹，从而使工件的使用寿命大幅降低，这种现象称为磨削烧伤。

磨削烧伤产生时，工件表面层常会出现黄、褐、紫、青等烧伤色，它们是工件表面由于瞬时高温引起的氧化膜颜色。

影响磨削烧伤的因素有：1. 磨削用量主要包括磨削深度、工件纵向进给量及工件速度。

当磨削深度增大时，工件的表明温度及表层下不同深度的温度都会随之升高，磨削烧伤增加，故磨削深度不可过大;工件纵向进给量的增加使得砂轮与工件的表面接触时间相对减少，散热条件得到改善，磨削烧伤减轻;增大工件速度虽然使磨削区温度上升，但由于热源作用时间减少，金相组织来不及变化，总的来说可以减轻磨削烧伤。

对于增加进给量、工件速度而导致的表明粗糙度增大，一般采用提高砂轮转速及较宽砂轮来补偿。

2. 冷却方法采用切削液带走磨削时的热量可以避免烧伤，但目前适用的冷却方法效果较差，原因是切削液未能进入磨削区。

为了使切削液能较好的进入磨削区起到冷却作用，目前采用的主要方法有内冷却法、喷射法、间断磨削法与古油砂轮等。

内冷却法是将切削液通过砂轮空心主轴引入砂轮的中心腔内，由于砂轮具有多孔性，当砂轮高速旋转时，强大的离心力将切削液沿砂轮空隙向四周甩出，使磨削区直接得到冷却。

3. 工件材料工件材料硬度越高，磨削发热量越多;但材料过软，则易于堵塞砂轮，反而使加工表面温度急剧上升。

工件材料的强度可分为高温强度与常温强度。

高温强度越高，磨削时所消耗的功率越多。

例如在室温时，45钢的强度比20crmo合金钢的强度高65n/mm2，但在600℃时，后者的强度却比前者高180n/mm2，因此20crmo钢的磨削加工发热量比45钢大。

磨削烧伤及其解决方案张国耀（郑州超微磨料具有限公司河南郑州450001）摘要：鉴于磨削过程中工件烧伤的问题一直困扰着产品的质量问题，从磨削烧伤的形成的机理、磨削烧伤的检查方法、磨削烧伤的分级、磨削烧伤的避免措施、磨削烧伤的影响因素、磨削烧伤解决方法。

让我们从基础对磨削烧伤形成认识、到对磨削烧伤的解决方法形成一整套的方案，其中：砂轮的选择在磨削烧伤过程中非常重要。

以避免我们生产中避免烧伤、遇到烧伤而找到合理的解决方法。

适用于外圆磨烧伤、内圆磨烧伤、平面磨烧伤、端面磨烧伤、无心磨烧伤等磨削方式。

关键词：磨削烧伤烧伤砂轮的选择烧伤解决方法烧伤原理烧伤级别一、定义：磨削时，由于磨削区域的瞬时高温（一般为900－1500℃）到相变温度以上时，形成零件表层金相组织发生变化（大多表面的某些部分出现氧化变色），使表层金属强度和硬度降低，并伴有残余应力产生，甚至出现微观裂纹，这种现象称为磨削烧伤。

二、磨削烧伤机理：当磨削表面产生高温时，如果散热措施不好，很容易在工件表面（从几十um 到几百 um）发生二次淬火及高温回火。

如果磨削工件表面层的瞬间温度超过钢种的AC1 点，在冷却液的作用下二次淬火马氏体，而在表层下由于温度梯度大，时间短，只能形成高温回火组织，这就使在表层和次表层之间产生拉应力，而表层为一层薄而脆的二次淬火马氏体，当承受不了时，将产生裂纹。

三、损伤的原因：(1)热处理的影响a)残余奥氏体磨削时残余奥氏体由于砂轮磨削时产生的热和压力而转变，同时可能伴随出现表面回火和磨削裂纹。

残余奥氏体量应控制在30％以内。

b)渗层碳浓度渗层碳浓度过高，在渗层组织中容易形成网状碳化物或过多的游离碳化物。

由于这种物质极硬，在磨削过程中可能出现局部过热倾向和发生表面回火。

渗层碳浓度过高，会使工件表面产生过多的残余奥氏体．从而导致烧伤和裂纹。

因此，表面碳浓度增加，则降低了磨削性能，一般表面碳浓度应控制在0.75％ -0.95％范围以内。

完整的解释下，什么是磨削烧伤，磨削烧伤对硬度的影响是什么？对金相组织是什么？怎么样避免磨削烧伤？悬赏分：50 |提问时间：2010-12-10 12:20 |提问者：642347315完整的解释下，什么是磨削烧伤，磨削烧伤对硬度的影响是什么？对金相组织是什么？怎么样避免磨削烧伤？对于实际的操作中Cr5 Cr3冷轧辊辊身淬火后，精磨时的注意项。

我知道问题有点多，也有点难度，有回答尽量回答把，我一定高分献上推荐答案一、磨削烧伤，是指由于磨削时的瞬时高温使工件表层局部组织发生变化，并在工件表面的某些部分出现氧化变色的现象。

二、磨削烧伤会降低材料的耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度，烧伤严重时还会出现裂纹。

淬火钢零件的磨削烧伤主要有良种形式：1、回火烧伤，指当磨削区温度显著地超过钢的回火温度但仍低于相变温度时，工件表层出现回火屈氏体或回火索氏体软化组织的情况。

2、淬火烧伤，当磨削区温度超过相变温度Ac1时，工件表层局部区域就会变成奥氏体，随后受到冷却液及工件自身导热的急速冷却作用而在表面极薄层内出现二次淬火马氏体，次表层为硬度大为降低的回火索氏体，这就是二次淬火烧伤。

三、判别磨削烧伤的方法主要有：1、观色法，随着磨削区温度的升高，工件表面氧化膜的厚度就不同，因而会呈现出黄、草黄、褐、紫等不同的“回火色”。

但表面没有烧伤色并不意味着表层没有烧伤。

此判别法准确性较低。

2、酸洗法，利用钢件不同的金相组织对酸腐蚀有不同的敏感性，以轴承钢为例，正常回火马氏体酸洗后呈灰色，发生二次淬火烧伤时酸洗后呈白色。

生产中常用此法作抽检。

3、金相组织法，通过观察表层金相组织的变化来判别烧伤类别。

此判别法准确度高。

4、显微硬度法，工件表层金相组织变化必然导致其显微硬度的变化，因此，观察其硬度变化，可判断烧伤类别及测定变质层深度。

缺点是需要制作试件。

四、磨削裂纹，在磨削渗碳钢、工具钢、淬火高碳钢、硬质合金等工件时，容易在表层出现细微的裂纹。

什么是回火烧伤,淬火烧伤,退火烧伤?有什么区别时间:2013-03-28来源:济世康民网作者:济世康民网点击: 1444 次
满足谜底
当切削热使被加工外貌的温度高出相变温度后，表层金属的金相组织将会产生变革。

1. 磨削烧伤
当被磨工件外貌层温度到达相变温度以上时，表层金属产生金相组织的变革，使表层金属强度和硬度低落，并伴有残余应力发生，甚至呈现微观裂纹，这种现象称为磨削烧伤。

在磨削淬火钢时，大概发生以下三种烧伤：
回火烧伤
假如磨削区的温度未高出淬火钢的相变温度，但已高出马氏体的转变温度，工件表层金属的回火马氏体组织将转酿成硬度较低的回火组织(索氏体或托氏体)，这种烧伤称为回火烧伤。

淬火烧伤
假如磨削区温度高出了相变温度，再加上冷却液的急冷浸染，表层金属产生二次淬火，使表层金属呈现二次淬火马氏体组织，其硬度比本来的回火马氏体的高，在它的基层，因冷却较慢，呈现了硬度比原先的回火马氏体低的回火组织(索氏体或托氏体)，这种烧伤称为淬火烧伤。

退火烧伤
假如磨削区温度高出了相变温度，而磨削区域又无冷却液进入，表层金属将发生退火组织，外貌硬度将急剧下降，这种烧伤称为退火烧伤。

磨削烧伤、磨削裂纹及控制措施1、磨削烧伤磨削工件时，当工件表面层温度达到或超过金属材料的相变温度时，表层金属材料的金相组织将发生变化，表层显微硬度也相应变化，并伴随有残余应力产生，甚至消失微裂纹，同时消失彩色氧化膜，这种现象称磨削烧伤。

2、磨削裂纹一般状况下磨削表面多呈残余拉应力，磨削淬火钢、渗碳钢及硬质合金工件时，经常在垂直于磨削的方向上产生微小龟裂，严峻时进展成龟壳状微裂纹，有的裂纹不在工件外表面，而是在表面层下用肉眼根本无法发觉。

裂纹的方向常与磨削方向垂直或呈网状，并且与烧伤同时消失。

其危害是降低零件的疲惫强度，甚至消失早期低应力断裂。

3、磨削烧伤、磨削裂纹的掌握措施（1）正确选择砂轮为避开产生烧伤，应选择较软的砂轮。

选择具有肯定弹性的结合剂（如橡胶结合剂，树脂结合剂），也有助于避开烧伤现象的产生。

（2）合理选择磨削用量从减轻烧伤而同时又尽可能地保持较高的生产率考虑，在选择磨削用量时，应选用较大的工件速度vw和较小的磨削深度ap 。

（3）改善冷却条件① 采纳高压大流量法此法不但可以增加冷却作用，而且也增加了对砂轮的冲洗作用，使砂轮不易堵塞。

② 安装带空气挡板的喷嘴此法可以减轻高速回转砂轮表面处的高压附着气流作用，使磨削液能顺当喷注到磨削区。

③ 采纳磨削液雾化法或内冷却法采纳特地装置将磨削液雾化，使其带走大量磨削热，增加冷却效果；也可采纳内冷却砂轮，其工作原理如图所示。

经过严格过滤的磨削液由锥形套1经空心主轴法兰套2引入砂轮的中心腔3内，由于离心力的作用，磨削液经由砂轮内部有径向小孔的薄壁套4的孔隙甩出，直接浇注到磨削区。

图内冷却砂轮结构1－锥形盖2－主轴法兰套3－砂轮中心腔4－薄壁套。