表面磨削烧伤的检验

在长期生产实践中，人们总结出若干磨削烧伤的检验方法。

1 目视观察法

轴类产品在磨削加工后是否存在磨削烧伤，在磨削现场，可以通过观察加工表面是否有浅蓝色，以及浅灰色或深灰色，来评估该轴表面是否出现磨削烧伤。一旦色泽消失(存在磨削烧伤色泽的表面被再次磨削去除)，目视观察就失去效用。

2 理化检验法

选定检查对象，对轴表面进行硬度检查，当出现磨削表面硬度下降时，初步确认已被高温回火，发生了磨削烧伤。但硬度法检查的盲目性大，洛氏硬度、里氏硬度检查均难以测出浅表层的硬度变化，且洛氏硬度检查会给磨削表面造成损坏。显微硬度检查虽然可以测出磨削表面浅层硬度变化，但轴的实物不具备上机检查的条件，因而不能实施检查。

3.酸浸检查法

酸浸检查法是目前高硬度表面磨削烧伤检查通用的一种方法，但尚无现场普遍适用的判别标准与规范。仅齿轮行业有相应的标准，鉴于齿轮产品的重要性，为了有效检查磨削齿面是否被烧伤，各工业发达国家都制订有检验标准， 如GB/T 17879- 1999 齿轮磨削后表面回火的浸蚀检验， ANSI/AGMA 2007- B92， 或BS 7862- 1996、ISO 14104- 1995 Gears- Surface Temper Etch Inspection After Grinding 等。高硬度轴类表面磨削烧伤的检查，只能借鉴齿轮磨削烧伤检验方法。磨削零件的酸浸检查不仅工艺复杂，评价方法也很繁琐。以GB/T 17879- 1999 标准为例，它等同采用ISO 14104- 1995 标准，评判磨削烧伤的等级。分类方法见表1、表2。在一只齿轮上，按工况下的功能分类，F：功能面(包括齿面、磨削齿根、轴颈及其他指定表面);N：非功能面(包括所有其他磨削表面)。通过F/N 分类与级别的组合，确定齿轮不同表面的磨削回火的程度与级别。例如： FA/NB2 表示任何功能面都不能回火，但在最差的单个非功能面(如轴肩) 上允许有不超过25%面积的轻度回火。德国的文献将D 级热损伤称为 “二次淬火烧伤”。

通过有意将轴表面磨削烧伤- 解剖- 测试表面显微硬度(HV) 进行对比，外观有D 类烧伤的部位，显微硬度并未出现明显的变化。这说明仅依据磨削表面变色程度评判磨削烧伤是否在安全范围内是不准确的。

此外，酸浸检验方法有几个方面的不足：

(1)：该法的检验频次有限，不能有效用于批量零件的磨削工艺过程控制;

(2) 零件需经过清洗- 酸性- 中和等一系列化学处理，其过程繁琐，对作业环境及环保有不利影响;

(3) 磨削表面酸浸后表面是否存在烧伤，依据浸蚀表面的色泽判断，但又没有不同产品磨削烧伤程度的权威照片可供参照，易产生判断歧义;

(4) 本办法对被检零件是一种有损检验方法。尽管标准认为酸浸产生的变色可以用标准的电解碱性清洗、抛光等不影响零件适用性能的其他方法去除，变色对零件的使用没有不良影响，但去除表面变色的同时会造成金属加工余量的减小或表面纹理的改变，客户也很难接受变色的零件。

4.磁弹法

一般情况下，轴类零件进行批量磨削加工后，会抽取一定比例的轴进行荧光磁粉探伤检查(MT)，对目视观察有疑问的轴还要进一步作着色渗透检查(PT)。这两种方法可以对磨削裂纹作出敏感反映，但对磨削烧伤的检验就没有把握了。

铁磁性材料受激励磁场作用后，磁畴壁被迫作前后运动。一旦磁场能量足够大，钉在许多晶格缺陷和位错上的磁畴壁将进一步跃迁，每一个跃迁将在靠近试样表面上放置的线圈内产生一脉冲。在紧靠线圈的一个有限体积材料内部产生的脉冲将叠加为类似噪声的信号，即巴克豪森(Barkhansen)噪声。根据试验分析，该信号的强度能进一步描述磨削后表面应力状态和显微组织的完整性。该信号的等效电压被称为“磁致弹性参数(MP 值)”，是材料显微组织与残余应力状态的强函数，一旦材料表面产生磨削烧伤，将导致表面硬度下降与残余拉应力增大，都会使巴克豪森噪声水平增加。

应用巴克豪森效应(Barkhansen Noise Method - BN 法，磁弹法) 进行磨削表面状态检测装置的原理和检测流程参见图。磨削表面的表面硬度、残余应力与磁弹法检测到的MP 值的对应关系见图 6，MP 值随表面硬度值的降低而下降，随表面残余压应力变为拉应力而升高。

5磁弹法在磨削烧伤上的应用

目前该方法主要使用一种芬兰Stresstech 公司研制的Rollsca 磁弹仪系列仪器，且主要在发动机凸轮轴、曲轴、轴承、齿轮等高硬度磨削表面进行过烧伤检测试验与应用。