梁華1 仇亞軍1 蔡素（sù）萍2
（1.洛陽軸承研究所，河南洛（luò）陽 471039；2.洛陽市秦（qín）嶺製（zhì）藥廠，河南洛（luò）陽 471039）
摘 要：分析了汽車變速箱軸承17887/17831（英製（zhì））內圈產生（shēng）的各種形（xíng）態的裂紋（wén），發（fā）現其原材料質量合格而熱處（chù）理質量（liàng）不符合標（biāo）準規定。找出（chū）裂紋形成的原因並給出防止裂紋產生的對策。
關鍵（jiàn）詞：汽車軸承；套圈；裂紋（wén）；熱處理（lǐ）
某公司生產的汽（qì）車變速箱軸承，材質為ZGCr15，型號17887/17831（英製）。該軸承內圈（quān）在磨（mó）加工（gōng）過程中發現有（yǒu）裂紋，在送檢的兩件內圈中，其中有一件已斷為（wéi）兩半，要求分析裂紋產生的原（yuán）因。
1 裂紋形貌
兩件內圈除擋邊的（de）外圓麵之外，其餘加（jiā）工麵均（jun1）已（yǐ）經過磨削，未發現明顯裂紋。已（yǐ）斷開（kāi）的內圈斷口呈淺灰色瓷狀、稍粗，較為平齊。大（dà）端麵與內徑的交角處（chù）有一（yī）台階，存在明顯棱角。
將兩件內圈（quān）進行熱酸洗（xǐ），發現（xiàn）有多種（zhǒng）形態的裂紋：（1）內圈大端的油溝底部有一沿圓周方向分布的裂紋（其縱截麵形貌參見圖1）及（jí）多條起源於油溝底部、與（yǔ）擋邊形成一角度並向擋邊和內滾道麵兩（liǎng）方向擴展的平（píng）行裂（liè）紋（見圖2）。（2）在內圈大端麵與內徑的交角（jiǎo）處的（de）台階上分布有沿周向（xiàng）、軸向和“H”形分布的裂紋；有些裂紋已擴展至大端麵、擋（dǎng）邊外圓麵及內徑（jìng）麵上（見圖3）。（3）內圈的內徑麵上均有沿圓周方向分布的短線狀細小裂紋（見圖4）。
2 材質及熱處理質量分析
軸承內圈（quān）的金相檢查在日產MG型顯微鏡下進（jìn）行，腐蝕（shí）劑（jì）采用4%硝酸酒精溶液。軸承內圈硬度測試在HR-150A洛氏硬度計上測（cè）定，測試部位為小端（duān）麵。原材料檢驗參照YB9-68標準，熱處理（lǐ）質（zhì）量按照JB/T 1255-2001標準評定。檢驗結果見表（biǎo）1。由表（biǎo）1可知：軸承（chéng）內圈的原材料質量符合標準要求；軸承內圈的淬回火組織過熱，為不合格。
3 裂紋形（xíng）成的原因及對策
3.1 組織過熱
軸承內圈的淬回火組織（zhī）過熱，硬度偏高，增加（jiā）了淬火應力，易產生裂紋。建議調整熱處理工藝，如降低淬火加熱溫度或縮短保溫時間。
3.2 設（shè）計及加工工藝不（bú）合理
內圈油溝裂紋的形成（chéng）可（kě）能有以下兩種原（yuán）因：（1）車刀頭部較尖，造成熱處理時（shí）局部應力集中；另外，由於油溝內脫碳層的存在也削弱了此處材料的強度，導致溝底（dǐ）沿圓周方向開裂。該裂紋為油溝淬火（huǒ）裂紋。（2）溝底因尖（jiān）銳集中的應力（熱處理）與內滾道、擋邊磨削應力的疊加造成了如圖3所示的裂紋。建議改進車削及磨削工藝（yì），即避免油溝尖角，降低磨削應力。另外，要加強氣氛保（bǎo）護，減（jiǎn）少熱處理造成的脫碳層，以避免（miǎn）此類裂紋的產生。
內圈的大端麵（miàn）與內徑交角處台階的（de）存在使此處形成（chéng）了比較尖銳的棱角，熱處理（lǐ）時極易（yì）造成應力集中，從（cóng）而產生類（lèi）似於油溝（gōu）的沿圓周方向分布的裂紋；另外，此處（chù）集中的應力與大端麵及（jí）內徑麵磨削應力疊加就會造成如圖4所示的不同形態的裂（liè）紋。建議優化設（shè）計（或加工）工藝，使倒角與端麵的交角盡可能地圓滑，以避免此處熱處理應力過於集中而導致的淬火（huǒ）開（kāi）裂。
3.3磨削裂紋
工件表麵上因磨削或表層相變產生的內應力如果大於該材料的強度，就會在表麵上產生裂紋，其形態多為網（wǎng）狀龜裂或平行線狀，稱為磨削裂紋。本文所分析的內圈內徑上的裂紋即為平行短線狀磨削裂紋。在軸承滾（gǔn）道磨削諸影響因（yīn）素中，砂輪材質、磨削進給量和冷（lěng）卻液的性能是影響軸承套圈滾道表（biǎo）麵質量的主要因素。建議調整（zhěng）磨削工藝，尤其是對於硬度值處於上限的零件，應更加（jiā）注意。
來源（yuán）：《軸承》2003年第3期
