梁華、王珊珊、仇亞軍

（洛陽軸研科技股（gǔ）份有限公司）

某公司（sī）送檢軸承墊片（piàn），材料為45鋼，型號為MCF 40 endplate，完整墊片的整體及斷口形貌見圖1。該批成品墊片在裝配軸承時有破裂現象（xiàng），比例為1%~2%；軸承墊片的（de）加工工藝流程為：棒材（cái）→車加工→熱處理→磨加工→表麵發黑處理。墊片熱（rè）處理後的硬度要求為51~53HRC。為確定墊片產生斷裂的（de）原因，對墊（diàn）片進（jìn）行了較為全麵的理化檢驗（yàn）與分析。

圖1   軸承墊片斷裂形貌

1.檢驗與分析

（1）宏觀及斷口檢查

送檢墊片在距其（qí）斷口約1mm處存在一條平行於斷口的微細裂紋；墊片的內徑麵有安裝磨損痕跡，其光亮度不同，以有微裂紋一端Z為（wéi）光亮，而對應的另一端麵附近則無磨損（sǔn），保持原發（fā）黑處理的表麵（見圖2）；墊片的斷口平齊（qí）、色澤一致（zhì），為脆性斷口（見圖3）。

圖2  斷裂墊片的內徑麵

圖3   斷裂墊片的斷（duàn）口形貌              

（2）硬度檢測

軸承墊片的硬度在HR-150A洛氏（shì）硬度計（jì）上測定（dìng），負（fù）荷為150kg，誤差範圍為±0.5HRC，結果見表1。

表1  軸承墊片端麵（miàn）的硬度值（HRC）

由表（biǎo）1結果知，軸承墊片的硬度值符（fú）合技術條件（jiàn）要求。

（3）斷口微觀分析

將帶有裂紋的軸承（chéng）墊片經（jīng）超聲波（bō）清洗烘幹後放（fàng）置在日本電子公（gōng）司生產的JSM6380LV掃描電子顯微鏡中進行變倍觀察。結果表明：

①斷口的擴展方向為從一側端麵的內徑倒角處開始（shǐ）沿著（zhe）對角線方向向另一端麵擴展；斷裂方式為沿晶（jīng）脆（cuì）性斷裂；斷口截麵上未發現有晶（jīng）粒粗大、過燒（shāo）及大尺寸夾雜物等現象（xiàng）（見圖4~圖6）。

圖4  墊片斷口的低倍形貌（右側為內徑麵）

圖5  圖4右側局部之放大形貌

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圖6  圖4右側局部之高倍放大形貌

②裂（liè）紋起始於（yú）墊片（piàn）一側端麵（miàn）的內徑（jìng）倒角處，並分別沿著徑向和軸向向兩個方向擴展；內徑麵（miàn）上的摩擦（cā）及擠壓（yā）痕跡清晰可見（見圖（tú）7~圖12）。

圖7  墊（diàn）片端麵上的裂紋形貌（左（zuǒ）側為內徑麵）

圖8  圖7所示倒角處裂紋（頭部（bù））放大形貌

圖9  圖7所示墊片端麵裂（liè）紋（尾部）放大形貌

圖10  墊片內徑麵上的裂紋（wén）形貌

圖11  圖（tú）10所示倒角處裂紋（頭部）放大形貌

圖12  圖10所示內徑（jìng）麵上（shàng）裂紋（尾部）放大形貌

（4）材料及其金（jīn）相組織檢查

將墊片製備（bèi）成金相試樣後，放置在MG型立式顯微（wēi）鏡（jìng）下進行常規檢驗。原材料采用GB/T3077-2000標準，熱處理質（zhì）量參照《滾動軸承碳鋼軸承零件（jiàn）熱處理技術條件》（JB/T8566-2008），檢查結果見表（biǎo）2。

表2    金相檢驗（yàn）結果（guǒ）      （級）

由表2可知：軸承墊片的夾雜物含量較少，由於標（biāo）準無明確要求（供（gòng）需雙方協商確定），其評（píng）定級別僅供（gòng）參考（kǎo）；墊片的金相組（zǔ）織（見圖13）符合相關標準規定。

圖13  軸承墊片淬回火組織

檢查墊片（piàn）裂紋兩側（cè）及斷口（kǒu）附近的金相組織，均未發現（xiàn）有脫貧碳、磨（mó）削（xuē）燒傷及其他異常現（xiàn）象。

（5）熱酸洗（xǐ）檢查

將軸（zhóu）承墊片按照GB/T3077-2000標準要求進（jìn）行熱酸洗，結果表明：①墊（diàn）片材料的致密（mì）度較好，低倍組織無異常，符合標準要求。②未發現有因熱處理及磨削等加工因素造成的開裂（liè）現象。

2.結果分析

（1）根據金（jīn）相及熱酸洗的檢驗結果可知，軸承墊片材料及熱處理質量均無（wú）明（míng）顯異常，符合相關（guān）標準及技術條件要求。

（2）任何零（líng）件的斷裂失效，都是在零件所承受的外力超過了零件的本身所具有的抗力的條件下（xià）發生的。一般情況下，斷裂源都位於（yú）零件的（de）表麵或次表麵或在應力集中處萌生，如尖角、缺口、凹槽及（jí）表麵損傷處等（děng）薄弱環節。

根（gēn）據宏觀及微觀分析的結果可知，該墊片裝配時（shí）發生開裂屬於偶發現（xiàn）象，主要原（yuán）因是（shì）由於軸承（chéng）墊（diàn）片的內（nèi）孔尺寸偏小且存在錐度，從（cóng）而導致裝配軸承時其內（nèi）徑麵一端倒角處承受較大的外力作用而發生沿晶脆性斷裂。

3.結語

（1）送檢軸承墊片的材料及熱處理質量均未發現異（yì）常。

（2）墊（diàn）片的內孔尺寸（cùn）存在（zài）偏差是（shì）導致裝配軸承時發（fā）生斷裂的主要原因。

來（lái）源：《金屬加工（熱（rè）加工》雜誌