Page 56 - 理化检验-物理分册2024年第九期

李 权，等：液压泵用推力球轴承疲劳剥落原因

图 3 保持架兜孔内部与钢球接触部位的宏观形貌
表1 轴承钢球、座圈、轴圈的化学成分分析结果 %
质量分数
项目
Cr Si Mn Fe C S P
轴圈实测值 1.59 0.30 0.36 96.75 1.00 — —
座圈实测值 1.45 0.30 0.28 96.97 1.00 — —
钢球实测值 1.60 0.25 0.32 96.85 0.98 — —
标准值 1.30~1.65 0.15~0.35 0.20~0.40 余量 0.95~1.05 ≤0.020 ≤0.027
将试样置于光学显微镜下观察，结果如图4所示。由 氏体+颗粒状碳化物，属于正常的淬火+低温回火
图4可知：轴承钢球、座圈、轴圈的组织均为回火马 组织。

图 4 轴承钢球、 座圈、轴圈的显微组织形貌
1.4 硬度测试 劳剥落，说明轴承发生了接触疲劳现象。轴承零件
在轴承钢球、座圈、轴圈上分别取样，利用显微 的化学成分、组织、硬度等均符合相关标准要求，未
硬度计对试样进行硬度测试，并换算成洛氏硬度。 发现明显的材料或热处理状态异常现象。轴承的轴
轴承钢球、座圈、轴圈试样的硬度测试结果分别为 圈、座圈形状完整，沟道表面可见严重磨损痕迹；所
63.9，61.5，61.3 HRC，符合GJB 269A—2000 《航空 有钢球表面均存在疲劳剥落，有3颗钢球破碎成球缺
滚动轴承通用规范》的要求（GCr15钢轴承套圈的硬 状；保持架形状完整，兜孔上无压印部位有明显的翻
度为61~65 HRC，钢球的硬度为62~66 HRC）。 边毛刺，显示钢球从该部位脱出。根据以上特征，判
1.5 压印深度测量
断钢球是轴承中最先发生剥落的零件。
利用多功能坐标测量机对保持架部分较完整
一般来说，轴承钢球发生早期疲劳剥落的原因
的兜孔压印深度进行测量。兜孔压印的深度为
与其制造或工作状态有关 。该轴承钢球、轴圈、座
[1]
0.513~0.583 mm，且同一兜孔周边4个压印的深度
圈的材料均无异常，判断钢球发生疲劳剥落主要与
不一致，兜孔内磨损痕迹与压印深度有一定对应关
其工作状态异常有关。钢球在工作过程中与保持架、
系，压印深度越大，磨损痕迹越严重。
轴圈、座圈沟道接触，轴承中保持架、轴圈、座圈形
2 综合分析 状完整，但保持架部分兜孔存在与钢球异常接触的
推力球轴承的钢球、座圈、轴圈沟道等均存在疲 现象，说明钢球在保持架兜孔内受到过度约束。保
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