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高碳鉻軸承鋼原材料缺陷(貪圖)

高碳鉻軸承鋼在原材料進廠檢驗和生產使用過程中，會發現一些缺陷影響到成品軸承的質量。本文將針對高碳鉻軸承鋼的這些缺陷，進行歸納分類整理并以典型圖片形式呈現出來。

1. 材料表面裂紋

軸承鋼棒料進貨檢驗時，發現軸承鋼棒料沿鋼材軋制方向有一條明顯的表面裂紋，其長度和鋼材棒料的長度相同，最深處1mm左右（見圖1）。

圖1

對帶有表面裂紋的軸承鋼棒料切取試樣并經熱酸洗后，軸承鋼棒料表面的裂紋更加清晰，且裂紋深度1～2mm（見圖2）。一般情況下，軸承鋼棒料的外徑或熱酸洗后的試樣都可看到。

圖2

圖3有表面裂紋的軸承鋼棒料經中頻感應加熱、下料、鐓粗后，料餅外徑表面呈現明顯裂紋，其深度2～3mm。圖4沖孔后的鍛件外徑表面有非常明顯的裂紋，深度2～3mm。

圖3

（b）

圖 4

可見，如果有明顯表面劃痕或劃傷裂紋的軸承鋼棒料用于鍛造生產軸承套圈，棒料表面缺陷經鍛造加工后會進一步擴大張開，形成廢品。

如果軸承鋼棒料表面裂紋深度不是很深，被加工成軸承鍛件經過車磨加工后外徑還會看到明顯的裂紋，有以上缺陷的裂紋套圈挑出后必須報廢。圖5軸承鋼制套圈車件車削加工完成后，外徑表面留有明顯裂紋；圖6軸承鋼制套圈磨件經車磨加工完成后，外徑表面還有明顯裂紋。

圖5

圖6

2. 軸承鋼材料端面裂紋

軸承鋼棒料端面有裂紋，軸承鋼棒料用中頻感應加熱下料后發現棒料兩端中心有明顯的裂紋，帶有端面裂紋的軸承鋼棒料兩端長度一般為100～200mm，有的甚至更長（見圖7）。發現有裂紋的鍛件必須報廢。

圖7

3. 軸承鋼棒料心部裂紋

軸承鋼棒料切取試樣，經熱酸洗（試樣置于50%鹽酸水溶液中，加熱至80℃，時間30min左右，經冷水沖洗后吹干）后，發現端面心部有長20mm左右的穿透性裂紋，如圖8所示。

圖8

如果軸承鋼棒料心部有裂紋，經中頻感應加熱、下料、鐓粗和套料等鍛造加工工序后，棒料心部的裂紋會進一步擴大張開，導致廢品（見圖9）。因此，在進貨檢驗或生產過程中如發現軸承鋼棒料存在心部裂紋，應對該批次軸承鋼棒料隔離報廢或退貨。

（b）

圖 9

4. 軸承鋼棒料材料心部空洞

軸承鋼棒料中頻感應加熱剪切下料后發現端面明顯的心部空洞，如圖10所示。如果軸承鋼棒料有空洞用于鍛造軸承套圈，心部空洞經鍛造后會進一步擴大張開，形成廢品，如圖11所示。

圖 10

（b）

圖 11

生產過程中發現軸承鋼棒料心部空洞，應對該批次軸承鋼棒料隔離報廢或退貨。

5. 軸承鋼棒料內大塊狀的非金屬夾雜物

直徑75mm軸承鋼棒料經中頻感應加熱、剪切下料后，發現一整根軸承鋼棒料心部有白色的非金屬夾雜物（見圖12、圖13）。

圖 12

圖 13

軸承鋼在生產過程中可能由于煉鋼爐壁、澆包上的耐火材料被鋼液沖刷剝落進入鋼液中，澆注鋼錠凝固后，大塊狀的夾雜沿軋制方向分布，導致軸承鋼棒料內產生大塊狀的非金屬夾雜物。

軸承鋼中大塊狀夾雜物容易造成應力集中，加速滾動面的疲勞剝落，使軸承提前破壞。因此，對于加工過程中，肉眼可見的大塊狀夾雜物零件，一定要挑出報廢，不能流入下道工序。

圖14展示的是，高碳鉻軸承鋼經鍛造、車削、熱處理和磨削加工工序其滾道表面上的大塊狀非金屬夾雜物實物形狀。

圖14

圖15展示的軸承鋼制軸承套圈磨削件滾道上的大塊狀非金屬夾雜物在金相顯微鏡下放大100倍形狀。

（a）100×

（b）100×

圖15

6. 超標的帶狀或網狀碳化物

軸承鋼棒料按GB/T18254—2016標準要求抽樣切取試樣，對試樣進行淬火，經硝酸酒精溶液深腐蝕后在放大100倍的金相顯微鏡下觀察到帶狀碳化物（見圖16）和網狀碳化物（見圖17）；按GB/T18254—2016《高碳鉻軸承鋼》標準第8、第6評級圖，評定為3.5級和3級，按GB/T18254—2016《高碳鉻軸承鋼》標準條款6.11碳化物不均勻性的規定判定為不合格，對該批次軸承鋼棒料隔離并退貨。

圖16

圖17

以上是筆者在軸承生產企業負責材料熱處理及質量技術工作三十多年來積累的一些缺陷圖片，對其分類歸納會存在不當的地方，期望能得到相關專家的指導。

作者：孫欽賀

單位：杭州駿馬軸承有限公司質保部

來源：《金屬加工（熱加工）》雜志


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