梁華 王珊珊 仇亞（yà）軍
（洛陽軸研科技股（gǔ）份有限公司，河南 471039）
某公司（sī）送檢軸承墊片，材（cái）料為45鋼，型號為MCF 40 endplate，完整墊（diàn）片的整體及斷口形貌見圖1。該批成品墊片（piàn）在裝配軸承時有破裂現象，比例為1%~2%；軸承墊片的加工工藝流（liú）程（chéng）為：棒材→車削加工→熱處理→磨（mó）削加工→表麵發黑處（chù）理（lǐ）。墊片熱處理後的硬度要求為51~53HRC。為找出（chū）墊片產生斷裂的原因，對墊片（piàn）進行了較為（wéi）全麵的理化檢驗與分析。
圖1 軸承墊片斷裂形貌
1、檢驗與分析
1.檢驗與（yǔ）分析
（1）宏觀及斷口檢查送檢墊片在距其斷口約1mm處（chù）存在一條平行於斷口的微細裂紋；墊片的內（nèi）徑（jìng）麵有安裝磨損痕跡，其光亮度不同，以有微裂紋一（yī）端Z為（wéi）光亮，而（ér）對應的另一端麵附近則無磨損，保持原發黑處（chù）理的表麵（見圖2）；墊片的斷口平齊、色澤一致，為脆性斷口（見圖3）。
（2）硬度檢測軸承墊片的硬度在HR-150A洛（luò）氏硬度計上測定，負荷為1500N（約（yuē）150kg），誤差（chà）範圍為±0.5HRC，結果見表1，硬度值符合技術條件要求。
表1 軸承墊片端麵（miàn）的硬度值 （HRC）
（3）斷口微觀分（fèn）析將（jiāng）帶有裂紋的軸承墊片經超聲波清洗烘幹後放置在日本電（diàn）子公司生產的JSM6380LV掃描電子顯微鏡中進行變倍（bèi）觀（guān）察。結果表明：①斷口的擴展方向（xiàng）為從一側端麵的內（nèi）徑倒（dǎo）角處開始沿著對角線向（xiàng）另一端麵擴展；斷（duàn）裂方式為沿晶脆性斷裂；斷口截麵上未發現有（yǒu）晶（jīng）粒粗大、過燒及（jí）大尺寸夾雜物等現象（見圖（tú）4～圖6）。②裂紋（wén）起始於墊片（piàn）一側端麵的內徑（jìng）倒角處，並分別沿著徑向和軸向兩個方向擴展；內徑麵上的摩擦及擠壓痕（hén）跡清晰可見（jiàn）（見圖7～圖12）。
圖4 墊片斷口的低倍形貌（右側為內徑麵） 圖5 圖4右（yòu）側（cè）局部放大（dà）形貌
圖6 圖4右側局部（bù）高倍放大形（xíng）貌
（4）材料及（jí）其金相組織檢查將墊片製備成金相（xiàng）試樣（yàng）後，放置在MG型立式顯微鏡下進行常規檢驗。原材料采用GB/T3077-2000標（biāo）準，熱處（chù）理質量參照《滾動軸承碳鋼軸承零件熱處理技術條件》（JB/T8566-2008），檢查結果見表2。
表2 金相檢（jiǎn）驗結果（級）
由表2可知（zhī）：軸承墊片的夾雜物（wù）含量較少，由於標準無明確要求（供（gòng）需雙方協商（shāng）確定），其評定級（jí）別僅供參考；墊片的金相組織（見圖（tú）13）符（fú）合相（xiàng）關標準規定。
圖（tú）13 軸（zhóu）承墊片淬回火組織
檢查墊片裂紋兩側及斷（duàn）口附近的金相組織，均（jun1）未發現有脫貧碳、磨削燒傷及其他異常現象。
（5）熱酸洗檢（jiǎn）查將軸承墊片按照GB/T3077-2000標準要求進（jìn）行熱酸洗，結果表（biǎo）明：①墊片材（cái）料的致（zhì）密度較好，低（dī）倍組織（zhī）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現（xiàn）象。
2.結（jié）果分析
（1）根據金相及熱酸洗（xǐ）的檢驗結果（guǒ）可知，軸承（chéng）墊片材料及熱處理質量均無明顯異常，符合相關標準及技術條件要求。
（2）任何零件的斷裂失效，都是在（zài）零件（jiàn）所承受外力超過了零件本身所具有抗力的條件下發生的。一般情（qíng）況下，斷裂源（yuán）都位於零件（jiàn）的表麵（miàn）、次（cì）表麵，或在應力（lì）集中處萌生，如尖角、缺口、凹槽及表麵損傷處等薄弱環節。
根據宏觀及微觀（guān）分析的結果可知，該（gāi）墊片（piàn）裝配時發生開裂屬於偶發現象，主要原因是由（yóu）於軸承墊片（piàn）的內孔尺寸偏小且存在錐度，從而導致裝配軸（zhóu）承時其內徑麵（miàn）一端倒角處承受（shòu）較大的外力作用而發生沿晶脆（cuì）性斷裂（liè）。
3.結語
（1）送檢軸承墊片的材料及熱處理質量均未發（fā）現異常。
（2）墊片的內孔尺寸存在偏差是導致裝配軸承時發生斷裂的主要原因。
來源：《金屬加工：熱加工》2013年第3期
