■孫欽賀

高碳鉻鋼制軸承套圈在熱處理過程中，由于軸承鋼材料缺陷、熱處理工藝、加工設(shè)備，以及人為因素等導致了套圈組織過熱、欠熱、裂紋、變形超差、脫碳超標、套圈部分硬度偏低及磕碰傷等缺陷。這些缺陷直接造成了產(chǎn)品報廢（如過熱、裂紋、脫碳嚴重及嚴重的磕碰傷等）。有的缺陷雖然不至于使產(chǎn)品報廢，但會對壽命產(chǎn)生影響（如欠熱、托氏體超標），導致軸承早期破環(huán)，有的缺陷會造成經(jīng)濟損失（如熱處理變形超差，需要整形耗費人力物力）。

本文以實例分析方式，將遇到的軸承套圈在熱處理過程中產(chǎn)生的缺陷進行分析并加以整理歸納。

1. 過熱

高碳鉻鋼制軸承套圈淬火后組織應(yīng)為隱晶、細小結(jié)晶或小針狀馬氏體。而圖1所示出現(xiàn)粗大針狀馬氏體是明顯的過熱組織。這種顯微組織超過J B/T1 25 5—2014《滾動軸承 高碳鉻軸承鋼零件 熱處理技術(shù)條件》標準規(guī)定。這種顯微組織會導致軸承的韌性下降，抗沖擊性能降低，軸承的壽命也降低。過熱嚴重時甚至會造成淬火裂紋。其原因是淬火加熱溫度過高或加熱保溫時間太長造成的，也可能是原材料碳化物帶狀嚴重或退火組織碳化物大小分布不均勻。

采取的措施是合理選擇加熱溫度、保溫時間。按材料標準選用，嚴格控制碳化物帶狀。提高退火質(zhì)量，如遇停電、設(shè)備故障等及時采取有效措施。

2. 欠熱

GCr15鋼制軸承套圈淬火后組織出現(xiàn)較為明顯針狀托氏體（見圖2）或較大團塊狀托氏體（見圖3），超過J B/T1255—2014《滾動軸承 高碳鉻軸承鋼零件 熱處理技術(shù)條件》規(guī)定，稱為欠熱組織。它使硬度下降，耐磨性急劇降低，影響軸承壽命。產(chǎn)生原因是淬火溫度偏低，保溫時間不夠或冷卻不良，采取的措施是適當提高淬火加熱溫度和延長保溫時間，調(diào)整淬火冷卻介質(zhì)的冷卻能力等。

圖1 過熱馬氏體組織

圖2 針狀托氏體

圖3 塊狀托氏體

3. 淬火裂紋

軸承零件在淬火冷卻過程中，因內(nèi)應(yīng)力所形成的裂紋（見圖4）稱淬火裂紋。經(jīng)檢驗，軸承套圈淬火后內(nèi)外徑或平面有細而長的裂紋，用線切割機切開觀察裂紋處沒有明顯的脫碳，如圖5所示。

產(chǎn)生原因：淬火溫度過高或在淬火溫度上限保溫時間過長，冷卻太快，油溫度或淬火油中含有水分超標，以及車加工產(chǎn)生的應(yīng)力集中等。

采取的措施：降低淬火加熱溫度，確保套圈在適宜的加熱溫度和保溫時間下加熱，淬火油溫控制在90℃左右，確保淬火油中含水分低于0.1%。

4. 表面脫碳

軸承套圈淬火、回火拋光后發(fā)現(xiàn)表面有明顯的麻點，線切割后觀察縱斷面發(fā)現(xiàn)脫碳層深度遠超過標準的規(guī)定（見圖6）。產(chǎn)生原因：套圈在淬火加熱過程中，淬火加熱爐內(nèi)的碳勢低，經(jīng)調(diào)查是由爐頂?shù)稳爰状嫉目灼渲杏幸粋€被堵塞，導致滴入爐內(nèi)甲醇量少所致。

采取的措施：防止爐頂進氣管結(jié)炭，影響保護氣氛碳勢，要求操作工每班必須疏通1～2次。

5. 磕碰傷

套圈淬火、回火后發(fā)現(xiàn)有明顯的磕碰傷（見圖7），導致套圈報廢。

產(chǎn)生原因：在熱處理過程中，工件在生產(chǎn)線掉落油槽過程中、接口處（如冷熱清洗劑之間、冷熱清洗機和回火爐之間）和回火爐落料口產(chǎn)生磕碰傷。

采取的措施：在熱處理生產(chǎn)線各個接口處（如冷熱清洗機之間、冷熱清洗機和回火爐之間）和回火爐落料口加裝厚耐熱橡皮，防止產(chǎn)生磕碰傷。

6. 變形

軸承套圈在淬火加熱和冷卻以及組織轉(zhuǎn)變過程中，不可避免地產(chǎn)生熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，這種應(yīng)力的變化導致了套圈發(fā)生變形。套圈淬火變形除了與本身剛度有關(guān)外還有如下因素：原材料成分，組織不均勻，退火組織不均勻，裝爐量大，淬火加熱溫度過高，淬火加熱不均勻；冷卻過程中冷卻不均勻，以及在冷卻過程中發(fā)生碰撞等。因此，為了減少變形，盡量采用較低的淬火加熱溫度和適當?shù)谋貢r間，同時要求退火組織為均勻碳化物顆粒，適當提高淬火冷卻油的溫度等。

以上對軸承套圈熱處理過程中產(chǎn)生的主要缺陷原因進行了分析，并有針對性地提出預(yù)防糾正措施，對提高軸承套圈熱處理質(zhì)量期望能起到拋磚引玉的作用。但是在生產(chǎn)實踐中情況又是十分復(fù)雜的，還必須具體問題具體分析，只有這樣才能保證軸承套圈熱處理的質(zhì)量。

圖4 淬火裂紋套圈

圖5 套圈淬火裂紋處金相

圖6 套圈脫碳圖片

圖7 淬火套圈磕碰傷圖片