1、滾動軸承滾道表面黑色點(diǎn)狀缺陷形貌圖

如圖1所示，發(fā)現(xiàn)此軸承約30%的內(nèi)圈滾道上分布著數(shù)量不等的黑色點(diǎn)狀缺陷，從形貌上看，類似于軸承內(nèi)圈材料中存在大顆粒的非金屬夾雜物所引起的缺陷。

圖1 內(nèi)圈滾道面上的黑色點(diǎn)狀缺陷

2、試驗分析

2.1非金屬夾雜物檢驗

對非金屬夾雜物進(jìn)行檢驗 ,結(jié)果如表 1所示 , 均符合 GB /T 18254 - 2002標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.2掃描電子顯微鏡觀察和能譜分析

采用線切割機(jī)在內(nèi)圈上存在有黑點(diǎn)缺陷的部 位切取試樣 ,將其放置在超聲波清洗機(jī)中用丙酮、 酒精進(jìn)行兩次清洗 ,取出烘干后放置到 JSE - 6380型掃描電子顯微鏡中對缺陷區(qū)域進(jìn)行觀察 (缺陷編 號依次為 1# , 2#和 3# ) ,缺陷的形貌特征見圖 2～圖 7。

圖 2 滾道面上 1#缺陷形貌

圖 3 1#缺陷的局部放大形貌

圖 4 滾道面上 2#缺陷形貌

圖 5 2#缺陷的局部放大形貌

圖 6 滾道面上 3#缺陷形貌

圖 7 3#缺陷的局部放大形貌

采用 EDS7582型能譜儀對黑點(diǎn)缺陷微區(qū)的化 學(xué)成分進(jìn)行檢測 ,檢測結(jié)果見表 2。

從能譜檢測的結(jié)果可以確定 ,黑色點(diǎn)狀缺陷 部位的主要化學(xué)成分為O、A l、Si等 ,接近于材料 中的氧化物夾雜的成分 ,也接近磨加工時使用的砂輪磨粒的化學(xué)成分。但是，由掃描電子顯微鏡 觀察的結(jié)果可以看出，滾道面上的黑色點(diǎn)狀缺陷 部位的物質(zhì)分布與磨削加工方向一致，并均高于 周圍的加工面 ;而材料中的非金屬夾雜物一般是 沿著軋制方向分布 ,并且在磨削力的作用下將發(fā) 生剝落 ,即使殘留在零件上也不會出現(xiàn)高于周圍加工面的現(xiàn)象。所以 ,排除了黑點(diǎn)缺陷是由于大 顆粒非金屬夾雜物導(dǎo)致的可能性。

3、滾動軸承滾道表面黑點(diǎn)的原因及改造

經(jīng)過現(xiàn)場觀察和研究分析后認(rèn)為 ,滾道黑點(diǎn) 缺陷是在超精加工中由于砂輪的磨粒壓入滾道表 面所致。超精加工中 ,油石內(nèi)混入了粗顆粒的沙 粒 ,油石硬度不均勻 ,油石壓力調(diào)整不合理 ,超精 工藝參數(shù)選擇不當(dāng)?shù)榷紩斐扇毕?。其中油石質(zhì) 量的穩(wěn)定可靠性是保證超精工序不產(chǎn)生黑點(diǎn)狀缺 陷的關(guān)鍵。

為了預(yù)防、杜絕此類缺陷的再次發(fā)生 ,對油石 和超精工藝參數(shù)進(jìn)行了改進(jìn)。

3.1 選擇合適的油石

正確選用油石是超精加工的關(guān)鍵，油石選用的正確與否，對加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本都有很大影響。油石既要具有一定的切削性能，又要具有良好的光整拋光性能，才能保證加工質(zhì)量和效率。在這里選用綠色氯化硅 ( GC)油石，微粉號為W10～W20，組織號為10～12級，硬度等級號為K～P。保證油石質(zhì)量，防止油石中混入粗粒度的沙粒而劃傷零件表面。

3.2選擇合理的超精工藝參數(shù)

(1)選擇切削角為 10°～20°，既能保證表面質(zhì)量，又能保證生產(chǎn)效率。

(2)將油石振動頻率由原來的粗超540次/min降低為400次/min左右，精超350次/min降低為200次/min左右。

(3)油石的振幅仍為2～4mm，零件的轉(zhuǎn)速仍為粗超700r/min左右，精超 760r/min左右。

(4)將油石壓力由原來粗超的1MPa降為0. 4MPa，精超由原來的0. 6 MPa降為0. 2MPa。22316CA的內(nèi)圈超精工藝參數(shù)見表3。

滾動軸承滾道表面的黑色點(diǎn)狀缺陷是砂輪的 磨粒在磨削過程中壓入滾道表面所致，是在超精 工序中產(chǎn)生的。通過選擇合適的油石、修正超精 工藝參數(shù)，對超精加工進(jìn)行改進(jìn)后，可完全避免此類缺陷的產(chǎn)生。經(jīng)過兩個多月的運(yùn)行，沒有再發(fā)現(xiàn)黑色點(diǎn)狀缺陷。