鄭曉敏1 梁華2
（1.萬（wàn）向（xiàng）集團技術中心，杭州 311215；2.洛陽軸研科技股份有限公（gōng）司，洛陽 471039）
摘 要：采用（yòng）金相分析以（yǐ）及掃描電鏡、能（néng）譜分析等試驗方法（fǎ）對滾子表麵（miàn）缺陷進（jìn）行了分（fèn）析。結果表明：滾（gǔn）子表麵的麻坑（黑點）缺陷是腐蝕坑，主要是由於熱（rè）處理爐保護（hù）氣氛不純，滾子在高（gāo）溫狀態下產生表麵腐蝕而形成。
關鍵詞：滾（gǔn）動軸承；滾（gǔn）子；表麵缺陷；腐蝕
某公（gōng）司生產的滾子材料（liào）為GCrl5，其加工工藝為（wéi）：冷衝壓→軟磨→熱處理→噴丸處理→硬磨。在對熱處理和噴丸後的滾子檢查時發現其端麵、大端麵倒角（jiǎo）等處均出現不同（tóng）程度的表麵麻坑。現場調（diào）查得（dé）知，不同型號的滾子（zǐ）同時出現麻坑。現從中任意選（xuǎn）取熱處理後（hòu）相同規格的3粒滾子進行分析。
1 檢驗與分析
1.1 宏觀（guān）檢查
麻坑缺陷主要出現在端麵球基麵和大端麵倒角處，而滾動麵上數（shù）量較少（shǎo）。麻（má）坑缺陷主（zhǔ）要（yào）呈黑色，尺寸大小不一且隨機分布，其宏觀形貌如圖1所示。
1.2 金相檢測
從滾子的（de）大端麵進行縱向解剖，經製樣後放置在顯（xiǎn）微（wēi）鏡下觀察，檢驗結果如下：麻坑深度為0.01-0.05mm，周圍無明顯脫碳；滾子（zǐ）的淬回火組織按照JB1255-2001標準評定結（jié）果為：馬氏體組織5級，網（wǎng）狀碳化（huà）物2級，符合標準要求，金相組織如（rú）圖2所示。另將一粒滾子（zǐ）從中部進行橫向切割，經磨製後參照（zhào）GB/T 18254-2002標準進行低倍組織檢驗，中心疏鬆<1級，為合格。未發現其他冶金缺陷。
1.3 電鏡及能譜分析
將一粒（lì）經熱處理後的滾子采用超聲波（bō）清洗烘幹後，放置在JSM-5610LV掃描（miáo）電鏡下進行變倍觀察，同時采用能譜儀對滾子表麵麻坑缺陷的內部成分進行（háng）分析。電（diàn）鏡下（xià）麻（má）坑缺陷形貌如圖（tú）3所示。圖3a為較低（dī）倍數下的形貌，聚集著許多深淺不一的麻坑。圖3b為對其中一個典型麻坑特別放大的形貌，從中（zhōng）能夠看到麻坑邊緣（yuán）為自然形態，整體呈現為腐蝕形貌。
對（duì）麻坑內材料成分進行微觀分析的（de）結果見表1。結果表明，麻坑內材料成分除基體元素外主要為O，Na，Ca和S。
2 結果分析與討論
通常（cháng）導致滾子（zǐ）表麵產生缺陷的因素有材料表麵缺陷殘留、冶金缺陷、砂輪傷及鏽蝕（或腐蝕）等。
其中由於材料表麵缺陷殘留造成的缺陷大多分（fèn）布在滾子外（wài）徑麵上；而由（yóu）冶金缺陷造成的表麵缺陷則需區別對待，如夾雜（zá）物或（huò）夾雜物脫落造成的缺陷隨機分布，但一般數量有限；而（ér）其他冶金缺陷如縮孔、疏鬆等（děng）則需（xū）結（jié）合低倍、高倍（bèi）檢（jiǎn）驗來確定；材料砂輪傷是由於磨削工藝不（bú）當造（zào）成的，其缺陷具有特定的（de）形貌（mào）特征；由鏽蝕或腐蝕造成的表（biǎo）麵缺陷需要通過詳細的分析確定造成的（de）原因。
（1）滾子材料的低倍組織符合相關標（biāo）準要求， 說（shuō）明材料無宏觀冶金缺陷，麻（má）坑的（de）產生與材料的致密度沒有直接的因果關係（xì）。
（2）根據（jù）能（néng）譜分（fèn）析的結果確定，麻坑內產物的成分除基體元素外主要是O，Na，Ca和s，其（qí）中S和0形成的化合物具有（yǒu）較強的腐（fǔ）蝕性。由於滾子表麵的麻坑是在熱（rè）處理之後發現的，根據金相檢驗的結果（guǒ）（麻坑底部無脫碳）並結合電鏡對缺陷的（de）形貌觀察，可以確定麻坑缺陷主要（yào）是在熱處理過程中形（xíng）成的腐蝕坑，推測是由於熱處理爐（lú）保護氣（qì）氛不純，使滾子在高溫狀態下表麵產生了腐蝕（shí）而（ér）形成的。由於滾子的端麵球基（jī）麵和倒角處較為粗（cū）糙，尤其是倒角還存在（zài）邊角效應（yīng）現象，相對於滾子的外徑麵（miàn）來說就更容易發生腐（fǔ）蝕並（bìng）形成較多（duō）較深（shēn）的腐蝕坑（kēng）。通過更（gèng）換熱處（chù）理爐保護氣氛，沒有再發生類似的麻坑缺陷。因此可以確定該麻坑缺陷（xiàn）是由於（yú）熱處理（lǐ）爐保護氣氛（fēn）不純引起的。在熱處理過程中一定要保證熱處理爐（lú）保護氣氛的質量。
來源：《軸承》2009年（nián）3期（qī）
