齿轮热处理后磨齿的目的是纠正热处理过程中 的变形，提高齿轮精度、降低噪声。齿轮的疲劳性 能跟齿面的表面硬度、表面应力分布以及表面显微 组织等有关。齿轮工作时的接触应力、磨削后啮合 齿间接触精度的提高，降低了接触疲劳应力集中的 可能，有助于接触疲劳寿命的提高。齿轮零件的表 面层在磨削过程产生烧伤将使产品性能和使用寿命 大幅下降，甚至根本不能使用，造成严重的质量问题。 为此，生产企业一方面应通过执行正确、科学的工 艺规范，减轻和避免出现磨削烧伤现象；另一方面， 应通过加强对零部件的过程检验，及时发现不合格 工件，并实时监控正在进行磨削过程的工艺状况。

磨削烧伤的机理

砂轮磨削时，由于磨削区域的瞬时高温（一般 为 900~1 500 ℃）达到相变温度以上时，导致零 件表层金相组织发生变化，一般大多表面的某些部 分出现氧化变色。这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”，过程如图 1 所示。 当磨削表面产生高温时，如果散热措施不好， 很容易在工件表面发生二次淬火及高温回火。

齿轮表层金相组织的变化及危害

磨削烧伤后，齿轮表层金相组织会发生变化并产生一些不良后果。 淬火裂纹：磨削工件表面层的瞬间温度超过钢 种的 AC1 727 +（30~50）℃，在冷却液的作用下 形成二次淬火马氏体，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，这就会在表 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，当表层承受不了拉应力时，将 产生裂纹。 

淬火烧伤：当磨削区温度超过相变温度 AC1  727+（30~50）℃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。

退火烧伤：如果磨削区温度超过了相变温度， 而磨削区域又无冷却液进入，表层金属将产生退 火组织，表面硬度将急剧下降，这种烧伤称为退火 烧伤。

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。

磨削烧伤的检测方法

目前磨削烧伤的检测方法有：观色法、酸蚀法、 显微硬度法、金相检测法和磁弹法 ( 巴克豪森噪声 法 )。我公司根据实际需求，结合加工工艺流程， 选用的是酸蚀法检测磨削烧伤。 酸蚀方法 1（硝酸溶液酸蚀法）步骤包括：预清洗→预加热→酸浸腐蚀（硝酸 + 甲醇溶液）→ 冲洗→脱水→漂白（盐酸 + 甲醇溶液）→冲洗→中 和→冲洗→脱水→防锈等 11 个步骤。 

方法 1 每次酸蚀检测磨削烧伤前需要配制酸蚀 溶液，配制好溶液之后需要用酸碱中和滴定的方法 检测酸蚀溶液酸的体积百分比浓度。二次回火区的 颜色为浅褐色至黑色，即颜色深于正常酸蚀表面的 均匀灰色；再次淬火区颜色为浅灰色至白色，周围 有浅褐色至黑色边界；最终对其进行烧伤等级评定。 

烧伤等级评定是根据磨削烧伤的面积和磨削烧 伤的程度进行判定，分为 4 个等级，分别是 A、B、 D、E，如图 2~5 所示。 

近期，客户推荐使用方法 2 抗渣剂技术进行酸 蚀，抗渣剂溶液酸蚀法包括预清洗→预加热→硝酸水溶液腐蚀（硝酸 + 水 + 抗渣剂 溶液）→烘干→冲洗→防锈等 6 个步骤。酸蚀过程：把清洗干净 的零件放到硝酸水溶液腐蚀（硝 酸 + 水 + 抗渣剂溶液）中，不停 晃动零件，保持一定时间，要求 表面形成均匀的黑色氧化膜，取 出零件冲洗干净，进行脱水，脱 水之后把零件放入漂白液（盐酸 + 甲醇溶液）进行漂白，不停晃 动，保持若干秒，表面得到均匀 的灰色，取出后进行冲洗，中和， 再冲洗，脱水，烘干之后采用目 测方法对零件表面进行检查，评 判是否存在磨削烧伤。其评定方 法同方法 1。

对上述两种检验方法进行 综合对比。

步骤对比：方法 2 步骤少、 简便快捷，方法 1 步骤多，同一 件零件酸浸检测烧伤时，方法 2 明显比方法 1 便捷。

经济性对比：方法 1 使用的 化学试剂硝酸、盐酸、甲醇都 便宜，方法 2 使用的 Anti-Smut  100 抗渣添加剂每桶 25 kg，费 用约 3 万元，其特性见表。按一 年的使用量来看，方法 2 的费用 还是要高很多。

综上所述，得出结论： 方法 2 步骤少，缩短检测流 程，节省检测时间，提高检测效 率，酸蚀灵敏度较高，所使用的 化学制剂少。由于使用的是硝酸 水溶液，溶液使用时间很长，配 置一次溶液可使用长达 4 ～ 6 个 月。建议航空航天类检测要求比 较严格的产品使用此方法。

方法 1 流程稍多，检测时间 稍长，溶液使用时间短，使用一 段时间溶液就浑浊了，需要经常 更换，并且每次需要检测溶液体 积百分比，灵敏度也没有方法 2 高，一般适合汽车齿轮类零件企 业常规检测。

结语 

磨削烧伤是齿轮热处理后 磨齿过程中最大的危害，必须 尽力克服，以避免产生售后质 量问题。酸蚀法检测磨削烧伤 是相对简便易行、科学规范的 检测方法，从检测步骤对比， 方法 2 省人工，速度快，灵敏 度更高；从经济性对比，方法 1 经济实用。各企业可根据自身 实际需求进行选用。