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圆柱滚子轴承外圈滚道剥落原因研究

摘要：对圆柱滚子轴承外圈滚道的剥落原因进行了分析和探讨，并提出了改进措施。

关键词：轴承滚道剥落脆性夹杂物疲劳氧化

1 引言

滚动轴承在某些使用条件下，常常会因为内在或外在因素的影响，没有达到其计算寿命而发生早期损伤。分析滚动轴承发生早期损伤的情况，其中轴承外圈滚道剥落是重要因素之一。本文在研究以往试验结果的基础上，对圆柱滚子轴承外圈滚道的剥落原因进行了分析，并提出了相应的改进措施。

2 以往试验结果分析

2.1 宏观分析

对发生滚道剥落的轴承外圈进行外观检查，其剥落区大都分布在滚道的一边，在剥落区内，所有滚柱的圆柱面上分布着许多受热氧化变色为深棕色条带，在与滚道剥落处相对应的滚柱一侧，氧化变色较为严重，表面还有许多压痕，滚柱一侧端面磨运输机损擦伤，另一侧端面在靠近外径处有电器回收轻度的受氧化变色环，呈浅棕色。

2.2 化学成份分析

对轴承外圈的化学成份进行分析，结果见下表:

表1

化学成份/%

C Mn Si Cr S P

1.02 0.36 0.30 1.5当实验机符合束缚参数5 0.013 0.004

2.3 硬度测定

硬度（HRC）测定结果见表2:

表2

套圈位置 外套端面(打字面) 端面(非打字面) 外径 内径(滚道面)

硬度值 61.8,62.8,62.3 62,62,62 60,60.4,60.4 60.2,60.2,60.1

2.4 材料质量分析

表3

非金属夹杂物（级） 显微组织（级）

氧化物 硫化物 点状变形 硫化物带 碳化物液析 状碳化物

1.5 2.0 0 1.5 0 1.5

目前光盘库，国外轴承材料大都采用了真空脱氧钢，含氧量规定在15ppm以下，而我国只有个别钢厂才能达到这个要求，其它大部分钢厂都不具备条件，造成滚子材料组织大于4级，裂纹较多。

在材料质量分析中，非金属夹杂物和显微组织采用YJZ84标准进行比较分析，套圈中硫化物杂质级别超标。对剥落外圈进行检测，在剥离源本装备是完全根据国家标准制作而成处，距源0.5mm～1mm纵向磨制金相试样，观察到在距剥离表面0.36mm-0.49mm范围内，存在着链状脆性夹杂物，这些夹杂物处还有微细震纹。在同一金相试样上，稍离源处，距剥离表面约0.8mm处也存在着链状脆性夹杂物。沿着剥离源纵向磨制金相试样，在源处及其附近，同样观察到链状脆性夹杂物。在距剥离表面0.3mm处的夹杂物间有微小裂纹，在距剥离表面0.68mm处也存在着长约0.56mm的链状脆性夹杂物。

以上情况说明，在外套滚道表层存在着较多链状脆性夹杂物，有些已超过YJZ84标准上规定的合格级别。

对于外圈的金相组织，在剥离源处剥离表面下的组织为细小结晶马氏体+从300kN到2000kN可实现力控、位移控或应变控制的实验细针马氏体+细小粒状碳化物带状分布阳极氧化铝不能作为1种材料在此介绍+残余奥氏体+少量点、针状屈氏体。在剥离处边缘，滚道表面虽未剥落，但在表面下已有平行的裂纹，滚道表层的组织为细小结晶马氏体+细针马氏体+细小粒状碳化物+残余奥氏体+少量点、针状屈氏体。随着向内部深入，非马氏体组织有所增加，但在离表面3mm处，非马氏体组织超出了规定的合格级别。

2.5 套圈热处理质量分析按轴承零件热处理质量检查标准检查，其外圈淬、回火组织，见表4。

表4

距表面深度/mm 表层 1.0 2.0 3.0

组织级别/级 6

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