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精密机床主轴轴承磨损失效分析

作者:德润轴承来源:www.drzbearing.cn 浏览次数: 日期:2016年4月15日 12:58
 精密机床主轴轴承由GCr15钢制造,经860℃淬火后150℃回火,滚道处经粗磨、精磨和研磨加工。使用仅2小时后,在滚道上出现灰白色的“白亮带”,使轴承精度降低,机床精度下降,影响使用寿命。滚道表面白亮带用电镜观察,其上布满大小不同的点剥落坑,坑底部有准解理断裂特征及被硬质点挤压而形成的塑性变形挤压坑,这种分布密集的小坑在光线的照射下,发生漫散射,在宏观上看起来呈灰白色。分析结果说明白亮带属于接触疲劳磨损失效。失效原因与接触应力及轴承的内在质量有关,接触应力越大,越易形成白亮带。当滚道表面的磨削变质层越严重,则越易形成白亮带。见图1~图5。这种磨损失效有两种可能:(1)轴承滚道内在组织正常的情况下,发生剥落坑的主要原因是由外来的硬质点夹在滚道内,在滚动时成为磨料磨损导致早期失效。(2)当滚道内壁发生磨削烧伤导致硬度下降时,其表面不耐磨而出现金属磨损,随后迅速扩大而导致早期失效。
  
  图1
  说明:剥落坑透射电镜二次复型像。坑底部有短小的河流状条纹。滚道与滚柱在工作过程中作用于滚道表面,接触应力较高,微裂纹以准解理方法扩展,造成点状剥落。
  
  图2
  说明:轴承工作时,滚道与滚柱之间由于存在硬质点而引起磨料磨损现象,出现平行沟槽。图中所示沟槽与剥落坑相连的形态,剥落坑底部有准角断理断裂的河流花样。
  
  图3
  说明:右上方平行条纹为磨料磨损引起的沟糟。中间区由于硬质颗粒磨料挤压造成许多微裂纹,但还未发生剥落。
  
  图4
  说明:滚道表面由于硬质点作为磨料形成的呈长条状的挤压坑,沿同一方向排列。当滚道表面微区某些部位硬度偏低,即磨削时形成的变质层较严重时,经硬质点挤压,易形成这种具有塑性变形特征的挤压坑。估计在磨削过程中出现烧伤而导致硬度下降,致使容易产生挤压坑。
  
  图5
  说明:图中右边的平行条纹为磨损引起的沟槽,为磨料磨损特征。当磨粒较钝和滚道表面较软时出现犁沟状,即金属向沟槽两侧隆起,图中沟槽侧面具有这一特征。图中左上呈三角形带棱角的为挤压坑。这些特征说明这一区域表面较软,有磨削变质层存在。变质层即磨削烧伤层,出现硬度下降、强度降低等缺陷。

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