记录号:JS-AL-转动设备(轴承和齿轮)-024
精密机床轴承磨损失效分析
摘要:精密机床主轴承山GCr15钢制造,经860℃淬火后150℃回火,滚道处经粗磨、精黁和
研磨加工.。使用仪2小时后,在滚道上出现灰白色的“白亮带”,使轴承精度降低,机床精
度下降,影彫响使用寿命。分析结果说明白亮带属于接触疲劳磨损失效。失效原因与接触应力
及轴承的内在质量有关,接触应力越大,越易形成白亮带。当滚道表面的磨削变质层越严重,
则越易形成白亮带。
关键词:精密机床;主轴承;滚道:白亮带;接触波屴磨损失效
材料种类/牌号:轴承钢/GCr15
概述
精密机床主轴承由GCr15钢制造,经860℃淬火后150℃回火,滚道处经粗磨、精磨和研
磨加工。使用仅2小时后,在滚道上出现灰白色的“白亮带”,使轴承精度降低,机床精度
下降,影响使用寿命。
测试过程与结果
滚道表面白亮带用电镜观察,其上布满大小不同的点剥落坑,坑底部有准解理断裂特征
及被硬质点挤压而形成的塑性变形挤压坑,这种分布密集的小坑在光线的照射下,发生漫散
射,在宏观上.看起来?灰白色。分析过程见图1至图5。
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图1剥洛坑透射电镜二次复型像。坑底部有短小的河流状条纹。滚道与滚杜在工作过程
中作用于滚道表面,接触应力较高,微裂纹以准解理方法扩展,造成点状剥落。
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图2轴承工作时,滚道与滚柱之间由于存在使质点而引起料幍损现象,出现平行沟槽。图
中所示沟槽与剥落坑相连的形态,剥落坑底部有准角断理断裂的河流花样。
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图3石上方平行条纹为帟料暦损引起的沟糟。中间区由于硬质颗粒暦料挤压造成许多
微裂纹,但还未发生剥落。
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图4滚道表面由于硬质点作为磨料形成的早长条状的挤压坑,沿同一方向排列。当滚
道表面微区某些部位硬度偏低,即磨削时形成的变质层较严重时,经硬质点挤压,
易形成这种具有塑性变形特征的挤压坑。估计在磨削过程中出现烧伤而导致硬度
下降,致使容易产生挤压坑
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图5图中右边的平行条纹为磨损引起的沟槽,为磨料磨损特征。当磨粒较钝和滚道表
面较软时出现犁沟状,即金属向沟槽两侧隆起,图中沟槽侧面具有这一特征.。图
中左上呈三.角形带棱角的为挤压坑。这些特征说明这一区域表面较软,有削变
质层存在。变质层即
磨削烧伤层,出现硬度下降、强度降低等缺陷。
讨论和结论
分析结果说明白亮带属于接触疲劳磨损失效。失效原因与接触应力及轴承的内在质量有
关,接触应力越大,越易形成白亮帯。当滚道表面的磨削变质层越严重,则越易形成白亮
这种磨损失效有两种可能:(1)轴承滚道内在维织正常的情况下,发生剥落坑的主要
原因是由外来的硬质点夹在滚道内,在滚动时成为磨料磨损导致早期失效。(2)当滚道内
壁发生磨削烧伤导致硬度下降时,其表面不耐磨而出现金属暦损,随后迅速扩大而导致早期
失效。
参考文献
1黄振东.钢铁金相图谱.北京:中国科技文化出版社,2005,1268-1270页
资料整理人:王冬梅国家钢铁材料测试中心
审核人:吴伯群国家钢铁材料测试中心
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