1.表面层金相组织的变化与磨削烧伤

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。对于一般切削加工，切削热大部分被切屑带走，影响不严重。但对磨削加工而言，用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，这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间高温引起的氧化膜颜色。

2.影响磨削烧伤的因素及改善措施

1）磨削用量

磨削用量主要包括磨削深度、工件纵向进给量及工件速度。当磨削深度增加时，磨削烧伤也增加。工件纵向进给量的增加使磨削烧伤减轻。增大工件速度，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面粗糙度增大，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区的热量可以避免烧伤，但目前通用的冷却方法冷却效果较差，原因是切削液未能进入磨削区。

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，易堵塞砂轮，反而使加工表面温度急剧上升。(www.daowen.com)

工件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钢的磨削发热量比45钢大。

工件的韧性越大，所需的磨削力也越大，发热也越多。导热性差的材料，如轴承钢、高速钢等在磨削加工中更易产生金相组织的变化。

4）砂轮

不同特性的砂轮对磨削烧伤的影响不同。砂轮的特性包括磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、强度等，其中磨料、粒度、结合剂、硬度对磨削加工的磨削烧伤影响较大。防止磨削烧伤必须选用合适的砂轮。

（1）刚玉类磨料韧性较好，适用于磨削抗拉强度较好的材料，如各种钢材；碳化硅类磨料硬度比刚玉高，磨粒锋利，导热性好，但韧性较差，不宜磨削钢料等韧性金属，适用于磨削脆性材料，如铸铁、硬质合金等；超硬类磨料金刚石是目前已知物质中最硬的一种材料，其刃口非常锋利，导热性和切削性能极好，主要用于加工其他磨料难以加工的高硬度材料，如硬质合金、光学玻璃等，但不宜加工铁族金属；立方氮化硼是磨削高硬度、高韧性、难加工钢材的一种新磨料。

（2）砂轮的粒度对磨削的粗糙度和磨削效率有很大影响，磨削时要合理选择砂轮的粒度。粒度要根据工件材料性质、磨削的内容、砂轮的种类及表面粗糙度要求等进行选择。如果粒度过细，切屑容易堵塞砂轮，使工件表面温度增高，塑性变形加大，表面粗糙度值增加及引起烧伤，但如果选用粗粒度砂轮磨削时，既可减少发热量，又可在磨削塑性较大材料时避免砂轮的堵塞。

（3）结合剂的种类及其性质对表面粗糙度和磨削温度也有一定的影响。砂轮结合剂应选用具有一定弹性的材料，在受力时产生一定的退让性，不易形成磨削烧伤。

（4）砂轮的硬度是指结合剂黏结磨粒的牢固程度，也指磨粒在磨削力作用下从砂轮表面上脱落的难易程度。砂轮的硬度对磨削生产率和加工表面结构影响极大。砂轮硬度过高，自锐性差，将使磨削力增大，易产生磨削烧伤，如果选得太软，也会使表面粗糙度值增大。因此选择要适当。为了适应不同的工件材料和磨削质量的要求，砂轮有软、中、硬等不同的硬度等级。

金刚石磨料的硬度、强度都比较高，在无切削液的情况下，摩擦系数也很小，不易产生磨削烧伤，是一种理想的磨料。