前言

在磨削加工时，由于磨削区域的瞬时高温（一般为900－1500℃）形成零件层组织发生局部变化，并在表面的某些部分出现氧化变色，这种现象称为磨削烧伤。磨削烧伤对零件质量性能影响很大，所以我们需要分析磨削系统，对应不同的材质、参数选用合适的磨具加工去避免此类现象的发生。

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烧伤产生机理

在磨削加工中，由于磨粒对工件的切削、刻划和摩擦作用，使金属表面产生塑性变形，由工件内部金属分子间相对位移产生内摩擦而发热；砂轮切削时，相对于工件的速度很高，与工件表面产生剧烈的外摩擦而发热，又因为每颗磨料的切削都是瞬间的，其热量生成也在瞬间，又不能及时传散，所以在磨削区域的瞬时温度较高，一般可达到900～1500℃。如果散热措施不好，很容易造成工件表面的烧伤，也就是在工件的表层（一般有几十微米到几百微米）发生二次淬火及高温回火，破坏了工件表面的组织，肉眼可以看出严重的烧伤。表面出现严重的焦黄色或黑色氧化膜，轻微的烧伤则要用稀释的酸性溶液来浸蚀才能观察出来，烧伤部位呈黑色。烧伤会降低工件的使用寿命。

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烧伤的种类

在实际生产中有以下具体因素可造成烧伤：

（1）工艺系统振动、机床振动和液压系统压力不稳。在振动瞬间会增大磨削量，造成烧伤，此时烧伤沿工件表面呈振纹分布，也叫振纹烧伤。

（2）砂轮修整不良、使磨料不锋利，造成烧伤，此时烧伤沿砂轮磨痕分布，也叫划痕烧伤。

（3）无心夹具吸力不足或支承松动，工件会产生瞬间滑动，会引起烧伤。

（4）磨削量不均匀，磨削厚度不一致，会产生局部烧伤。

（5）砂轮过硬，进给量过大、工件转速过高（工件速度过高会降低砂轮的切削能力）会使工件表面产生烧伤。

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形成烧伤的原因及应对办法

 ◉ 工件热处理的影响
（1）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。

（2）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。
（3）碳化物分布及形态。碳化物分布应均匀，粒度平均直径不大于lμm；碳化物形态应为球状、粉状或细点状沿网分布，不允许有网状或角状碳化物。

（4）脱碳。热处理时表面或环境保护不当会产生表面氧化，这样在表面上就会产生一层薄的脱碳层，这层软的脱碳层会引起砂轮过载或过热，从而造成表面回火。
（5）回火。在保证硬度的前提下，回火温度尽可能高一些，回火时间尽可能长一些。这样可以提高渗碳淬硬表面的塑性，而且使残余应力得以平衡或降低。

（6）变形。应尽可能减少热处理变形，这样可以减小磨削余量。若热处理变形过大，则每次磨削的磨削余量将是不正常的，从而导致烧伤及裂纹。

◉ 砂轮的选择
（1）砂轮硬度。为了避免砂粒磨钝而产生大量磨削热，砂轮硬度宜选软些，以便磨钝的砂粒及时脱落，保持砂轮的自锐性。
（2）砂轮浓度。宜选择浓度较小的砂轮。浓度较小的砂轮气孔多，其中可以容纳切屑，避免砂轮堵塞，又可将冷却液或空气带入磨削区域，从而使磨削区域温度降低。
（3）砂轮粒度。在保证粗糙度要求的前提下，宜选择较粗粒度的砂轮，以达到较高的去除量比率。
  ◉ 磨削参数条件

（1）砂轮的安装与平衡。安装砂轮后必须严格检查砂轮跳动及摆动，并且砂轮必须确保做平衡，以便砂轮工作时处于良好的平衡状态。

（2）冷却液。冷却的控制是避免烧伤一个重要因素。冷却必须有效充分，冷却液必须喷到磨削区域，以冲去粘在砂轮上的切屑；保持冷却液的纯净，妥善地过滤，以清除冷却液的切屑、磨粒等脏物；冷却液的容器要足够大，以免掺入过多的气体或泡沫；防止冷却液的温度急剧升高或降低，一般控制冷却系统的容积和工作间的室温，就足以控制冷却液的温度，然而在特殊情况下应当使用散热器。

（3）磨削进给速度。过快的磨削进给速度会使磨削区域温度上升，所以应该尽可能降低进给速度。

（4）磨削余量。过大的磨削余量会加剧磨削温度的升高。应适当减小磨削余量。

（5）工件转速。提高工件转速可以防止烧伤，降低单位磨削接触的时间，从而降低磨削热的产生。

结语

综上几点分析，由于烧伤是磨削区域产生大量的热量而又未及时散发造成的，因此避免烧伤必须减小热量的产生，加速热量的散发，也就是减小磨削时的内、外摩擦，并且需使工件得到充分有效的冷却。深圳西斯特结合多年的磨削系统解决方案经验，为客户提供不同工件材质、工况下的最优磨削方案，以避免磨削烧伤此类不良问题给客户带来的损失。