摘要：空心圓柱滾子軸承為應力腐蝕磨（mó）損失（shī）效。造成腐（fǔ）蝕的原因是潤滑（huá）添加劑中Cl-和滾動體與內（nèi）外環間預應力聯合作用的結果。其磨損具有層（céng）狀剝落特（tè）征。
關鍵詞：空心圓住滾子軸承，應力腐蝕磨損
空心圓柱滾子軸承作為一種（zhǒng）新型滾動（dòng）軸承已成（chéng）功地（dì）在磨床主軸等方麵獲得了應用。其結構特（tè）點是：滾動體空心度大於50%，無保持架和滾（gǔn）動體與內外（wài）環之同始終存在預應力。近來，為了克（kè）服油膜軸承在使用維（wéi）護等方麵的缺點，尤其是對出口產品（pǐn），已（yǐ）將部分磨床主軸改用滾動軸承支撐。但因設（shè）計等方麵的困難，該位置隻能采（cǎi）用油（yóu）霧或（huò）油脂潤滑。為改善其（qí）潤滑性（xìng）能，采用了兩種措施。而改變泄油孔位置使軸承箱中有少量存油造成飛濺潤滑（huá）和在油中添加某國進口的（de）潤滑添加劑。設備經（jīng）短時使用後，軸承因磨損而失效。檢查發現（xiàn）。由於造成油（yóu）霧的壓縮空氣中含有水分，使軸承箱中存有少（shǎo）Z積水，軸承失效（xiào）形式為：在滾動體和內外環（huán）的滾道麵上有（yǒu）一（yī）些近似每間距的磨痕，往往一邊較（jiào）平直而另一邊表現為不規助的邊界。通過XPS、SEM及顯微硬度分析，找（zhǎo）到了引起失效的原因。
1.SEM觀察
首先對失效零件進行了常規的金相及硬度檢查，表明產品質量合格，滾道表麵顯徽（huī）硬度為740HV。說明使用中表（biǎo）麵溫度正常，沒有發生（shēng）高溫引起（qǐ）表麵材料（liào）軟化的現象。
用JSM-35C型SEM對失效軸承滾道觀（guān）察表明，磨損（sǔn）部位布滿了腐蝕坑，如圖la、b所示，剝落（luò）較平直一邊的形貌見圖1c，為（wéi）較深的蝕坑，而具有不平直邊界一側的（de）形貌為較（jiào）淺的蝕坑(如圖1d)。並有層狀剝落特征。
(a)空心圓柱滾動體表麵（miàn）蝕坑
(b)外環滾道表麵蝕坑
(c)滾動體（tǐ）剝（bāo）落平直一側
(d)滾動體剝落不規則一側 圖（tú）1 磨損表麵的SEM形貌
2.XPS分析
采用XSAM800型多功能表麵分析（xī）儀對腐蝕表麵進行了（le）元素及價態的（de）分析。試臉結果表明：腐蝕表麵（miàn）硫的（de）含量非（fēi）常少，氯主要是以FeCl2的形式存在，氧的存在形式較複雜，除以FexOy形（xíng）式存在以外，還有部（bù）分以某種（zhǒng）酸根或某種有機物的形（xíng）式存在。碳的分析也證明了確有有機物的存在。
3.結果（guǒ）分析
使用中（zhōng）軸承箱雖然存在部分積水，但（dàn）軸承直接與水接觸的其（qí）它部分並未發生鏽蝕，因而腐蝕不是由水所造成（chéng）。根據上述試臉結果和空心圓柱滾（gǔn）子軸（zhóu）承結構特點分析可知。
軸承為應力腐蝕磨（mó）損失效。剝落表麵分析指出，腐蝕產物為FeCl2。由於氯（lǜ）離（lí）子半徑小，吸附力強（qiáng），易於在金屬表麵富集；而當設備在較長時間閑置不用時，因滾動體與內外環的接觸（chù）點始終存有預應力（lì），使其具備了應力腐蝕(SCC)的條件.在Cl-和應力的聯合作用下，光滑零件表麵產（chǎn）生點蝕。這就是內外環滾道表麵剝落呈現（xiàn）數組等間隔分布的原因，等間隔剝落（luò）的組數即為長時間停（tíng）車產（chǎn）生應力腐蝕的次數。每當設備再次工作（zuò）時（shí），在接觸應力的（de）作用下已經疏鬆的組（zǔ）織很容易剝落（luò）。其後，這些相對粗糙的表麵將更有利於氯離子的吸附，該部分的腐蝕磨損即呈加速狀態。在腐蝕和接觸應力的交互作（zuò）用下，磨（mó）損表現出層狀剝落特征。另外，剝落主要向一邊擴一展（zhǎn）的（de）原因（yīn）可能是油滲入腐（fǔ）蝕裂紋中，在接觸應力作用下沿滾（gǔn）動方向的裂紋被（bèi）封閉，油契效應使裂紋得以向另一側擴展的結果。
上述分析表明（míng），對空心圓柱（zhù）滾（gǔn）子軸承來說由於預應力的存（cún）在，在選擇潤滑及使用（yòng）工況時應避免（miǎn）腐蝕介質的（de）存在，否則將造（zào）成應力腐蝕失（shī）效。
FexOy的存在是表麵在空氣中（zhōng）自然氧化的結果（guǒ）。有機物（wù）則為添加劑中的其它組分（fèn）。
4.結論
空心圓柱滾子軸承為應力腐蝕磨損失效。造成腐蝕（shí）的（de）原因是潤滑添加劑中Cl-和滾動體與（yǔ）內（nèi）外環間預應力聯合（hé）作用的結果。其磨損具有層（céng）狀剝落特征。（作者（zhě）：羅虹，劉家淡；來源：清華（huá）大學）
