X光管用联轴轴承滚道处麻点成因研究范文

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摘要：某X光管用联轴轴承在装配检验过程中发现滚道处存在麻点，采用宏观分析、化学成分分析、硬度测试、金相检验等方法对麻点产生的原因进行了分析。结果表明：该轴承的原材料在铸造过程中冷却速度较慢产生了尺寸过大的大块角状碳化物，在滚道磨削和超精研磨过程中大块角状碳化物剥落，从而在轴承滚道处产生麻点。

关键词：联轴轴承；麻点；原材料；碳化物

某公司生产的X光管用联轴轴承，用于计算机断层扫描（CT）医疗机中连接金属靶面。CT机图像是否清晰取决于轴承旋转得是否稳定可靠，联轴轴承的精度对于提高整机精度具有非常重要的意义。为了保证联轴轴承的精度质量，须对联轴轴承进行表观检查，在检查过程中，发现表观质量不合格的废品率高达45％左右，其主要特征为超精研磨后轴承滚道处表面有白色麻点。联轴轴承材料为GCr15钢，该材料的冶炼通过真空脱氧，电磁搅拌，氧化物含量较少，在能承受较大的接触压应力的同时还能承受较大的高变拉应力，连轴轴承的生产流程为：车削→淬火→回火→喷砂→粗磨→精磨→镀膜→成品。笔者通过一系列理化检验和分析对联轴轴承滚道处麻点产生的原因进行了分析，以期提高该联轴轴承的合格率。

1理化检验

1．1宏观分析

图1为X光管用联轴轴承的整体宏观形貌，不合格的轴承在两个滚道处均发现了麻点，麻点宏观形貌如图2所示。轴承的滚道是轴承的工作面，在轴承的运行过程中会与滚子产生滚动摩擦，其表面质量的好坏直接影响轴承的精度和使用寿命。由图2可知，该轴承在滚道处存在许多白色亮点，且亮点呈直线分布。

1．2化学成分分析

依据GB／T4336－2016《碳素钢和中低合金钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法（常规法）》，采用ARL4460型直读光谱仪对联轴轴承进行化学分析，结果见表1。可见其化学成分均符合GB／T9943－2008《高速工具钢》对W18Cr4V钢的技术要求。

1．3硬度测试

依据JB／T7361－2007《滚动轴承零件硬度试验方法》对该轴承进行硬度测试，测试结果为812，808，809HV30。依据GB／T1172－1999《黑色金属硬度及强度换算值》将维氏硬度转换为洛氏硬度，对应值分别为为64．6，64．5，64．5HRC，可见其硬度均符合JB／T11087－2007《滚动轴承钨系高温轴承钢零件热处理技术条件》的技术要求。

1．4金相检验

图3a）为轴承心部的显微组织形貌，依据JB／T11087－2007可知其过热度≤1级，回火度≤1级。由此可见该批轴承零件的热处理组织正常。图3b）为滚道边缘处的低倍显微组织形貌，可见在滚道边缘处存在聚集的条带状共晶碳化物，带宽为32μm，依据GB／T14979－1994《钢的共晶碳化物布均匀度评定法》评定其级别为3级，符合GB／T9943－2008的技术要求。图3c）为滚道边缘处的高倍显微组织形貌，可见滚道边缘处存在大块角状碳化物，碳化物尺寸为28～32μm，依据GB／T9943－2008碳化物评级图评级为集中系列＞4级，属于不合格组织。

2分析与讨论由

以上理化检验结果可知，该X光管用联轴轴承材料的硬度、显微组织过热度、回火度等都满足相关技术要求，由此可以排除热处理造成该轴承滚道麻点缺陷的可能。虽然原材料的化学成分、共晶碳化物不均匀性均满足相关技术要求。但是边缘存在较大的大块角状碳化物，且金相显微镜下麻点的宏、微观形态呈直线分布。共晶碳化物严重不均匀，会降低高速钢的热塑性，热处理过程中易造成过热开裂；大块碳化物附近碳含量较高，容易造成热处理过热，因此要对原材料的共晶碳化物不均匀性进行严格控制。由于GB／T9943－2008中对高速钢原材料的共晶碳化物不均匀性做出了明确的规定，而未对大块角状碳化物做强制要求，所以在原材料入厂验收时容易忽略对大块角状碳化物的检查，造成X光管用联轴轴承在表观检查中的废品率高达45％。虽然该批次高速钢联轴轴承存在的大块角状碳化物未造成热处理后的组织过热，但是在宏观上已经出现了麻点，这对于要求旋转稳定可靠的X光管用联轴轴承是不允许的。

3结论

及建议该轴承的原材料在铸造过程中冷却速度较慢产生了尺寸过大的大块角状碳化物，在滚道磨削和超精研磨过程中大块角状碳化物剥落，从而在轴承滚道处产生麻点。建议在采购X光管用联轴轴承的高速钢原材料时，与钢厂签订技术协议并对大块角状碳化物尺寸提出要求。钢厂可以考虑采用快速凝固电渣重熔、喷射成型和粉末冶金等新的冶炼技术来冶炼原材料，只有控制好原材料的质量才能提高轴承滚道处的表观质量。

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作者：陈鹏飞 单位：上海天安轴承有限公司