班君¹，劉秀蓮²，羅燕¹

（1.中航工業哈爾濱軸承有限公司研發中心，黑龍江哈爾濱　150025；2.中航工業哈爾濱軸承有限公司工程技術部，黑龍江哈爾濱　150025）

　　摘　要：依據國家標準，采用磁粉探傷的方法對滾子的表面缺陷進行檢查，并采用金相法分析，從宏觀和微觀兩方面確定磁痕產生的原因。結果顯示，帶狀碳化物超標是引起磁粉堆積形成磁痕的原因。

　　關鍵詞：軸承；圓柱滾子；帶狀碳化物；磁痕顯示

　　1　前言

　　軸承是各類機械裝備的重要基礎零件，是支承軸旋轉的零件，同時承受軸上旋轉的零件重量，因此，要嚴格按照工藝規程生產，將缺陷控制在標準之內。軸承零件在加工過程中不可避免出現缺陷，要快速準確地挑出缺陷，保證零件質量。一般在零件終磨后，采用無損檢測的方法即磁粉探傷法，對軸承零件進行100%探傷檢查，以保證軸承零件的質量。磁粉探傷是軸承零件加工過程中控制產品質量的一種檢測手段，是利用磁粉檢測已磁化的鐵磁性零件，若表面層存在缺陷，則產生漏磁場，通過磁痕顯示出來，從而檢測出零件表面及近表面缺陷。磁粉探傷是檢查鐵磁性材料中的非金屬夾雜物、白點、疏松、裂紋等缺陷的常用檢測手段，但不能定量分析這些缺陷的位置和形狀，如缺陷的寬度、深度及其埋藏深度等，也就是說，用肉眼觀察缺陷表面的磁痕顯示只能確定缺陷存面的位置及形狀，不能提供缺陷尺寸。若需定量分析這些缺陷的位置和形狀，通常采用金相法。

　　軸承零件常見的缺陷可分為兩類，類為材料缺陷，第二類為加工缺陷。原材料Z常見缺陷是裂紋、折疊等，而加工缺陷，因軸承零件需多道工序加工，通常是由鍛造、沖壓、車削、熱處理以及磨削等工序完成，因此加工類缺陷較多，常見的加工缺陷有鍛造缺陷、熱處理缺陷、磨削裂紋等，不同的缺陷磁痕顯示的形狀、位置各不相同。

　　2　滾子工作面磁痕顯示原因分析

　　2.1宏觀分析采用體視顯微鏡37081觀察，發現滾子工作表面存在一條軸向線形磁痕，磁粉附著輪廓較清晰，并與材料的軋制方向一致，其形貌見圖1。對其磁痕部位磨拋，經過4%硝酸酒精浸蝕后觀察，磁痕部位出現兩條灰白色軸向條紋，對其放大觀察未見裂紋缺陷，形貌見圖2。

　　2.2組織分析

　　儀器采用金相顯微鏡Axiovert200MA，放大觀察滾子工作面磁痕位置灰白色軸向條紋，確定為沿軋制方向分布的帶狀碳化物，其形貌見圖3、圖4；將滾子軸向取樣，磨拋觀察滾子心部帶狀碳化物，級別為3級（標準值：≤2級），形貌見圖5、圖6；垂直磁痕經過磨拋，觀察滾子的橫截面，未發現磁痕顯示部位存在裂紋缺陷；滾子的淬回火組織為3級（標準值：1級～5級）。

　　2.3硬度檢測

　　儀器采用洛氏硬度計HR-150，檢測滾子端面硬度，實測值59.0、59.5、59.5HRC（標準值：58.0～63.0HRC）。

　　2.4鋼種鑒別

　　經WKX-5看譜鏡分析，滾子鋼種符合GCr15鋼標準。

　　3　結果分析

　　該滾子為棒料車制成形，未經鍛造處理。宏觀分析發現，滾子工作面磁痕顯示為軸向線形，并與鋼材的軋制方向一致。放大觀察，未見裂紋等其它缺陷。微觀分析發現，磁痕顯示位置為沿軋制方向分布的帶狀碳化物。縱向取樣觀察滾子的心部組織，其帶狀碳化物超過標準規定。帶狀碳化物引起軸承滾子材料中化學成分不均勻，形成偏析現象，破壞了金屬的連續性，導致滾子探傷檢查時，在工作面成分偏析嚴重位置產生漏磁場，引起磁粉堆積形成磁痕。對軸承零件來說，表面存在缺陷的軸承零件是不允許使用的，因此該批帶狀碳化物超標的滾子應做報廢處理，以免影響軸承的使用壽命。

　　4　結論

　　滾子的熱處理質量符合JB/T1255標準規定，而帶狀碳化物不符合JB/T18254標準規定。滾子工作表面的軸向磁痕是由帶狀碳化物引起的。

　　參考文獻：

　　[1]JB/T1255-2001，高碳鉻軸承鋼滾動軸承零件，熱處理技術條件7-8[S].

　　[2]全國滾動軸承標準化技術委員會.中國機械工業標準匯編（上）——高碳鉻軸承鋼[S].北京：中國標準出版社，2004.13-14.

　　[3]全國滾動軸承標準化技術委員會.中國機械工業標準匯編（下）——鐵路機車輛滾動軸承零件裂紋檢驗[S].北京：中國標準出版社，2004.605-607.

　　[4]JB/T10338-2002，滾動軸承零件磁粉探傷規范613-614[S].

　　[5]屠海令，于勇.金屬材料理化檢測全書[M].北京：化學工業出版社，2006.245-249.

 來源：《哈爾濱軸承》2015年01期