！墅盟！Ｑ螋二兰２鲤
轴承２００８年２期
ＣＮ４ｌ一１１４８／ＴＨ
Ｂｅａｒｉｎｇ２００８，Ｎｏ．２
滚动轴承早期失效分析
拾益跃，胡栋
（瓦房店轴承集团有限责任公司
技术中心，辽宁
瓦房店１１６３００）
摘要：结合两个实例，对两种形式的滚动轴承早期失效进行了分析，找出了造成轴承早期失效的原因，并提出了整改措施。
关键词：滚动辕承；套圈；滚道；早期失效；网状碳化物；磨削烧伤；金相检验中图分类号：＇１３－１１３３．３３＋１；ＴＧｌｌ３．２５＋５
文献标志码：Ｂ
文章编号：１０００—３７６２（２００８）０２—００３１—０２
滚动轴承是重要的机械基础件，对主机的运也进行金相检验，结果一样，见图２。
转精度和工作效率起着至关重要的作用。轴承的早期失效降低了轴承的使用寿命和可靠性，进而严重影响了主机的工作效率并加大了生产成本。
因此，在轴承的生产过程中必须提高轴承质量，避免轴承的早期失效。在这里对轴承的早期失效进行分析，找出了失效的原因，提出了相应的整改措施。１
网状碳化物超标导致的轴承早期失效
１．１失效轴承的检查
图１外圈滚道失效状态
由某厂生产的３５２０１ｌＸ２Ｄ１ＴＮｌ—２ＲＳ轴承，试验至９８ｈ时轴承损坏。拆套后检查轴承内圈、
滚子、保持架均完好无损，外圈滚道有大面积剥
落，见图１。１．２金相检验
对外圈滚道剥落处进行取样，在金相显微镜下观察发现网状碳化物为３级，按ＪＢ／Ｔ１２５５—
２００１标准为不合格。同时对一套未试的轴承外圈
收稿日期：２００７—０５—１５；修回１３期：２００７—１０—２９
图２网状碳化物（５００×）
改变了材料内部的组成成分，阻止水分子吸附，从
洗和高真空浸油工艺过程，其中清洗过程尺寸的而避免微量尺寸的变化。多孔胶木是一种复合材
缩小占总变化量的７５％一９５％，总的尺寸变化率料，其内部的结构也不是完全相同的，它在轴向上为０．５％左右。采用二次清洗浸油的工艺，很好的密度大和刚性强，尺寸变化率较低，保持架宽度
地稳定了保持架的尺寸，可以把保持架内、外径及兜孔直径的尺寸变化相对较小，一般不会超出
尺寸稳定在设计公差范围内。浸油后的保持架设计公差值，在加工时按其上偏差来考虑即可以尺寸稳定性较好，在室内长期存放不会引起明显使它的尺寸达到要求范围。
尺寸变化。
４
结束语
（编辑：温朝杰）
多孔胶木保持架内、外径尺寸缩小产生在清
万
方数据
１．３失效分析
网状碳化物的存在，大大地削弱了基体晶粒问的联系，使轴承的接触疲劳强度显著降低，同时也降低了该轴承滚道的许用接触应力。因此当轴承的滚动体与滚道之间的循环应力超过因网状碳化物超标而降低的疲劳极限时，滚道处便产生裂纹…。随着裂纹的不断扩展便导致剥落，极大地缩短了滚动轴承的接触疲劳寿命。
依据上述分析可知，网状碳化物超标是造成该轴承早期疲劳失效的主要原因。
１．４改进措施
网状碳化物超标主要是由于轴承套圈在锻造加工过程中，终锻温度过高或冷却速度过慢产生的。因此，应在锻造工艺上采取有效的措施，严格控制锻造的加热温度并在锻后采用尽量快的速度进行冷却。另外对网状碳化物超标，可以通过正火处理加以减轻或消除。
２磨削烧伤造成的轴承早期失效
２．１失效轴承的检查
某厂生产的３２１１ＡＴＮｌ／Ｖ１轴承，试验至８６
ｈ
时轴承损坏，经拆套后发现轴承内圈偏离沟道中：ｂ处圆周方向表面剥落，且沟道有因缺乏润滑油而导致的温升着色痕迹（图３）；轴承外圈、钢球、保持架完好无损。
图３
内圈沟道失效状态
２．２金相分析
对失效的轴承内圈进行常规的金相检验及分析，各项指标均符合标准规定。为此，做进一步的冷酸洗检验，结果发现内圈沟道边缘处有局部磨削烧伤，同时对未试验的轴承内圈也进行酸洗检验，结果偏离滚道中心处也有磨削烧伤（图４）。
２．３失效分析
首先对该厂生产的此类轴承内圈沟道的车、
万
方数据＜轴承）２００８．Ｎｏ．２
图４沟道偏离中心处磨削烧伤
磨加工过程加以分析：轴承内圈沟道半径Ｒ；值，磨加工技术要求为（６．５４±０．０２）ｒａｉｎ；车加工技术要求为（６．４１±０．０２）ｍｍ，滚道半径相差０．１３ｍｍ。这在正常加工条件下是不足以导致磨削烧伤的。轴承内圈沟道的粗磨量约占整个沟道磨量的三分之二，粗磨量较大，由于砂轮过硬、磨削进给量太大等原因，可使磨削区域的局部瞬时温度过高。若此大量的磨削热不能及时被冷却液冷却，将会使轴承内圈沟道磨削表面层的组织发生变化，磨削区域温度低于轴承钢的相变点Ａｃ。时，
将使沟道表面层造成高温回火烧伤。还有磨加工沟道半径大于车加工沟道半径，这样使沟道边沿处在粗磨过程中先接触砂轮，因而导致沟道边沿处烧伤严重，且在后续加工过程中烧伤层没有被磨去。
磨削烧伤破坏了原金相组织结构，从而导致轴承沟道表面的弹性、韧性、强度大大降低，也使其表面形成了残余的拉应力，易引起疲劳裂纹，随着裂纹的不断扩展进而导致剥落。磨削烧伤极大地降低了滚动轴承的接触疲劳寿命¨ｊ。
２．４改进措施
磨削烧伤主要是由于砂轮过硬、磨削进给量太大等原因造成的。因此，在粗磨轴承沟道过程
中应采取有效的措施，严格按照工艺操作规程进行加工，严禁砂轮过硬和粗磨进给量过大。可相应增加砂轮的修磨频次等来防止磨削烧伤。
参考文献：
［１］
雷建中，杨晓蔚．滚动轴承零件废品分析及图谱［Ｍ］．洛阳：洛阳轴承研究所．
［２］Ｈａｒｒｉｓ
Ｔ
Ａ．滚动轴承分析［Ｍ］．罗继伟，译．北京：机
械工业出版社，１９９７．
（编辑：温朝杰）
！墅盟！Ｑ螋二兰２鲤
轴承２００８年２期
ＣＮ４ｌ一１１４８／ＴＨ
Ｂｅａｒｉｎｇ２００８，Ｎｏ．２
滚动轴承早期失效分析
拾益跃，胡栋
（瓦房店轴承集团有限责任公司
技术中心，辽宁
瓦房店１１６３００）
摘要：结合两个实例，对两种形式的滚动轴承早期失效进行了分析，找出了造成轴承早期失效的原因，并提出了整改措施。
关键词：滚动辕承；套圈；滚道；早期失效；网状碳化物；磨削烧伤；金相检验中图分类号：＇１３－１１３３．３３＋１；ＴＧｌｌ３．２５＋５
文献标志码：Ｂ
文章编号：１０００—３７６２（２００８）０２—００３１—０２
滚动轴承是重要的机械基础件，对主机的运也进行金相检验，结果一样，见图２。
转精度和工作效率起着至关重要的作用。轴承的早期失效降低了轴承的使用寿命和可靠性，进而严重影响了主机的工作效率并加大了生产成本。
因此，在轴承的生产过程中必须提高轴承质量，避免轴承的早期失效。在这里对轴承的早期失效进行分析，找出了失效的原因，提出了相应的整改措施。１
网状碳化物超标导致的轴承早期失效
１．１失效轴承的检查
图１外圈滚道失效状态
由某厂生产的３５２０１ｌＸ２Ｄ１ＴＮｌ—２ＲＳ轴承，试验至９８ｈ时轴承损坏。拆套后检查轴承内圈、
滚子、保持架均完好无损，外圈滚道有大面积剥
落，见图１。１．２金相检验
对外圈滚道剥落处进行取样，在金相显微镜下观察发现网状碳化物为３级，按ＪＢ／Ｔ１２５５—
２００１标准为不合格。同时对一套未试的轴承外圈
收稿日期：２００７—０５—１５；修回１３期：２００７—１０—２９
图２网状碳化物（５００×）
改变了材料内部的组成成分，阻止水分子吸附，从
洗和高真空浸油工艺过程，其中清洗过程尺寸的而避免微量尺寸的变化。多孔胶木是一种复合材
缩小占总变化量的７５％一９５％，总的尺寸变化率料，其内部的结构也不是完全相同的，它在轴向上为０．５％左右。采用二次清洗浸油的工艺，很好的密度大和刚性强，尺寸变化率较低，保持架宽度
地稳定了保持架的尺寸，可以把保持架内、外径及兜孔直径的尺寸变化相对较小，一般不会超出
尺寸稳定在设计公差范围内。浸油后的保持架设计公差值，在加工时按其上偏差来考虑即可以尺寸稳定性较好，在室内长期存放不会引起明显使它的尺寸达到要求范围。
尺寸变化。
４
结束语
（编辑：温朝杰）
多孔胶木保持架内、外径尺寸缩小产生在清
万
方数据
１．３失效分析
网状碳化物的存在，大大地削弱了基体晶粒问的联系，使轴承的接触疲劳强度显著降低，同时也降低了该轴承滚道的许用接触应力。因此当轴承的滚动体与滚道之间的循环应力超过因网状碳化物超标而降低的疲劳极限时，滚道处便产生裂纹…。随着裂纹的不断扩展便导致剥落，极大地缩短了滚动轴承的接触疲劳寿命。
依据上述分析可知，网状碳化物超标是造成该轴承早期疲劳失效的主要原因。
１．４改进措施
网状碳化物超标主要是由于轴承套圈在锻造加工过程中，终锻温度过高或冷却速度过慢产生的。因此，应在锻造工艺上采取有效的措施，严格控制锻造的加热温度并在锻后采用尽量快的速度进行冷却。另外对网状碳化物超标，可以通过正火处理加以减轻或消除。
２磨削烧伤造成的轴承早期失效
２．１失效轴承的检查
某厂生产的３２１１ＡＴＮｌ／Ｖ１轴承，试验至８６
ｈ
时轴承损坏，经拆套后发现轴承内圈偏离沟道中：ｂ处圆周方向表面剥落，且沟道有因缺乏润滑油而导致的温升着色痕迹（图３）；轴承外圈、钢球、保持架完好无损。
图３
内圈沟道失效状态
２．２金相分析
对失效的轴承内圈进行常规的金相检验及分析，各项指标均符合标准规定。为此，做进一步的冷酸洗检验，结果发现内圈沟道边缘处有局部磨削烧伤，同时对未试验的轴承内圈也进行酸洗检验，结果偏离滚道中心处也有磨削烧伤（图４）。
２．３失效分析
首先对该厂生产的此类轴承内圈沟道的车、
万
方数据＜轴承）２００８．Ｎｏ．２
图４沟道偏离中心处磨削烧伤
磨加工过程加以分析：轴承内圈沟道半径Ｒ；值，磨加工技术要求为（６．５４±０．０２）ｒａｉｎ；车加工技术要求为（６．４１±０．０２）ｍｍ，滚道半径相差０．１３ｍｍ。这在正常加工条件下是不足以导致磨削烧伤的。轴承内圈沟道的粗磨量约占整个沟道磨量的三分之二，粗磨量较大，由于砂轮过硬、磨削进给量太大等原因，可使磨削区域的局部瞬时温度过高。若此大量的磨削热不能及时被冷却液冷却，将会使轴承内圈沟道磨削表面层的组织发生变化，磨削区域温度低于轴承钢的相变点Ａｃ。时，
将使沟道表面层造成高温回火烧伤。还有磨加工沟道半径大于车加工沟道半径，这样使沟道边沿处在粗磨过程中先接触砂轮，因而导致沟道边沿处烧伤严重，且在后续加工过程中烧伤层没有被磨去。
磨削烧伤破坏了原金相组织结构，从而导致轴承沟道表面的弹性、韧性、强度大大降低，也使其表面形成了残余的拉应力，易引起疲劳裂纹，随着裂纹的不断扩展进而导致剥落。磨削烧伤极大地降低了滚动轴承的接触疲劳寿命¨ｊ。
２．４改进措施
磨削烧伤主要是由于砂轮过硬、磨削进给量太大等原因造成的。因此，在粗磨轴承沟道过程
中应采取有效的措施，严格按照工艺操作规程进行加工，严禁砂轮过硬和粗磨进给量过大。可相应增加砂轮的修磨频次等来防止磨削烧伤。
参考文献：
［１］
雷建中，杨晓蔚．滚动轴承零件废品分析及图谱［Ｍ］．洛阳：洛阳轴承研究所．
［２］Ｈａｒｒｉｓ
Ｔ
Ａ．滚动轴承分析［Ｍ］．罗继伟，译．北京：机
械工业出版社，１９９７．
（编辑：温朝杰）