雙端面磨削加工后，發(fā)現(xiàn)軸承套圈發(fā)生斷裂
2019-06-05 孫欽賀
（杭州駿馬軸承有限公司質(zhì)保部）
我公司提供給客戶的KHM518445淬火件，經(jīng)客戶雙端面磨削加工后，發(fā)現(xiàn)有一件套圈發(fā)生斷裂，如圖1所示。裂紋外觀：裂紋筆直，具有高應(yīng)力斷裂特征。大端面倒角處明顯的破損（箭頭所致）。
圖1
我們對客戶反饋的KHM518445斷裂套圈進(jìn)行了分析。該批軸承套圈的生產(chǎn)工藝流程為：棒料中頻加熱→下料→鍛造成形→球化退火→車削→淬回火→磨削雙端面。
鍛造采用感應(yīng)加熱，溫度1050～1100℃；車削：數(shù)控車削成形加工；淬火加熱在保護(hù)氣氛網(wǎng)帶式淬火加熱爐中進(jìn)行。工藝為加熱溫度Ⅰ區(qū)825℃、Ⅱ區(qū)835℃、Ⅲ區(qū)835℃、Ⅳ區(qū)830℃，加熱時間64min，淬火冷卻介質(zhì)為等溫光亮淬火油，油溫98℃。油淬后用80℃左右熱水清洗，9～12℃冷水二次冷卻，然后170℃×6h回火后進(jìn)行拋光處理。再經(jīng)磨削加工。
1.檢驗(yàn)方法和結(jié)果
（1）材料分析
依據(jù)GB/T18254—2016標(biāo)準(zhǔn)，對化學(xué)成分進(jìn)行檢測，結(jié)果如表1所示，可見化學(xué)成分符合《GB/T18254—2016高碳鉻軸承鋼》標(biāo)準(zhǔn)的要求。
表1 KHM518445的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（%）
非金屬夾雜物、碳化物不均勻性檢查，結(jié)果如表2、表3所示，可見套圈中的非金屬夾雜物、碳化物不均勻性符合GB/T18254—2016標(biāo)準(zhǔn)的要求。
表2 非金屬夾雜物（級）
表3 碳化物不均勻性（級）
（2）斷口分析
斷口圖片如圖2所示。斷口斷裂面有一個起裂點(diǎn)，其位置在大端面外倒角處。端面分兩個區(qū)域：滾道側(cè)，斷面平坦（占70%以上截面積），有裂紋擴(kuò)展輝紋，呈脆性快速擴(kuò)展特征；內(nèi)徑側(cè)，斷面起伏較大，呈撕裂和扭轉(zhuǎn)斷裂特征。
圖2
（3）淬回火質(zhì)量分析
對斷裂套圈用線切割試樣，如圖3所示，對試樣進(jìn)行硬度（見表4）、金相顯微組織分析。
圖3
表4 試樣硬度測試（HRC）
由表4可見，硬度符合客戶要求。
圖4為試樣縱斷面金相顯微組織由隱晶馬氏體、細(xì)小結(jié)晶馬氏體、細(xì)小而均勻分布的殘留碳化物和少量的殘留奧氏體組成，按《JB/T1255—2014高碳鉻軸承零件熱處理技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)第三級別圖進(jìn)行評定為3級，屬合格金相顯微組織。由此可見，套圈淬回火質(zhì)量符合《JB/T1255—2014高碳鉻鋼制軸承零件熱處理技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)的要求。
圖4（1000×）
2.分析與討論
根據(jù)以上分析可得出如下結(jié)論：
?。?）KHM518445軸承套圈淬火件材料化學(xué)成分、非金屬夾雜以及碳化物不均勻性均符合GB/T18254—2016高碳鉻軸承鋼標(biāo)準(zhǔn)的要求。
?。?）KHM518445軸承套圈淬火件硬度符合客戶圖樣規(guī)定的要求、金相顯微組織符合《JB/T1255—2014高碳鉻鋼制軸承零件熱處理技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)的要求。
?。?）根據(jù)樣品斷口特征，以及上述試驗(yàn)分析，推斷樣品是因大端面外倒角處在磨削雙端面前，有明顯的磕碰傷，由磕碰傷產(chǎn)生的微裂紋向套圈內(nèi)部延伸成為裂紋源。在磨削雙端面過程中，在較高磨削力作用下，裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展，最后導(dǎo)致套圈斷裂。
3.結(jié)語
綜上所述，KHM518445軸承套圈斷裂是由磨削前在熱處理過程中產(chǎn)生的較嚴(yán)重的磕碰傷造成的。解決問題的根本在于有效控制熱處理過程中磕碰傷的產(chǎn)生。針對熱處理過程中產(chǎn)生的磕碰傷建議采取如下措施：熱處理生產(chǎn)線冷卻、清洗、回火爐接料口加墊耐熱橡皮，防止下落過程中產(chǎn)生磕碰傷。拋光方式改為掛拋，拋光完成后，用手輕輕拿進(jìn)箱子里。檢驗(yàn)過程中輕拿輕放。清洗涂油完畢，再疊放在箱子里。
來源：《金屬加工（熱加工）》雜志
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