軸承作為機械設(shè)備的重要零部件之一，工作時對軸承表面具有較高的要求，比如說光潔度、強度和耐磨性，這就會涉及到軸承材料與軸承加工工藝，如軸承套圈內(nèi)表面出現(xiàn)麻點、凹坑裂紋等缺陷會嚴(yán)重影響到軸承的工作性能。下面中華軸承網(wǎng)（簡稱：華軸網(wǎng)）根據(jù)對軸承知識的了解，舉出相關(guān)軸承套圈加工過程中常見的一些表面缺陷實例，以及對此缺陷做出相應(yīng)的措施。

1、軸承套圈內(nèi)圈表面缺陷舉例

軸承套圈生產(chǎn)過程中，需要對軸承套圈進行鍛造加工，而軸承套圈鍛造加工中，發(fā)現(xiàn)軸承圈內(nèi)壁有裂紋、凹坑等缺陷（如圖1所示），這種缺陷引起軸承報廢率很好。

圖1 軸承圈內(nèi)表面缺陷

2、軸承套圈內(nèi)圈表面缺陷分析

1）成分分析

對于缺陷軸承套圈進行成分反分析，結(jié)果如表1所示。

2）氣體分析

此軸承套圈的材質(zhì)使用的是GCr15圓鋼，GCr15圓鋼在冶煉時經(jīng)過RH真空脫氣處理，追溯缺陷產(chǎn)品出廠氣體檢驗記錄,檢驗合格。對缺陷產(chǎn)品制樣進行氣體分析，如表2所示。由此可見該缺陷非皮下氣泡缺陷。

3）金相分析

經(jīng)過金相分析(如圖2所示)發(fā)現(xiàn)，在凹坑和裂紋缺陷附近無大顆粒夾雜物，均有氧化鐵皮存在，缺陷處脫碳層完整。其中裂紋缺陷處皮下還存在多條相似裂紋，裂紋內(nèi)均有氧化鐵皮存在。由此可以判斷該缺陷在加熱前產(chǎn)生，屬原材料缺陷。

圖2 GCr15軸承套圈內(nèi)表面缺陷部位金相組織

可見，該類缺陷全部產(chǎn)生于內(nèi)表面結(jié)合軸承圈鍛造工藝和金屬塑性原理，大膽地判斷該缺陷為圓鋼外表面缺陷在鍛孔過程中隨著金屬變形延伸到軸承圈的內(nèi)表面處，由于內(nèi)表面加工余量較小，在磨削過程中沒有清除掉暴露在表面，造成零件報廢。為了驗，證該觀點的正確性,特進行模擬實驗驗證。

3、模擬實驗分析

1）試驗?zāi)康?/p>

驗證軸承套圈加工時，圓鋼外表面的一些缺陷如裂紋、麻點、凹痕等是否會在沖壓過程中向圓鋼毛坯橫截面移動，并在沖頭的沖壓下進入軸承圈內(nèi)表面邊緣及以下部位，導(dǎo)致產(chǎn)品不合格。

2）實驗設(shè)計

經(jīng)過和用戶技術(shù)人員溝通，確定了鍛造過程中的壓縮比、原材料尺寸、毛坯、沖頭等關(guān)鍵參數(shù)(表3)和加工工藝。利用現(xiàn)有資源制作了模具、沖頭等實驗，工具如圖3所示。

圖3 軸承套圈試驗工具

3）實驗過程

a、標(biāo)記試樣

切取1個試樣，試樣為直徑50mm的GCrl5圓鋼，試樣高度55mm。在試樣端面和表面加工環(huán)形凹槽，便于實驗時觀察環(huán)形凹槽的位置移動情況,如圖3所示。 

b、實驗步驟

為了保護設(shè)備，箱式電阻爐升溫至850°，放入試樣后保溫30min。準(zhǔn)備好初鍛模具和頂鍛試驗機，放入試樣進行沖壓,待試樣冷卻后取下。將圓柱形試樣再次加熱，使用沖頭和鍛孔模具進行鍛孔。完成沖壓實驗后，將試樣切開剖面觀察。

c、實驗結(jié)論

初鍛實驗后，圓鋼表面的環(huán)形標(biāo)記全部上升于初鍛零件上表面處，如圖4、圖5所示。

圖4 圓鋼試樣

 圖5  初鍛零件

鍛孔實驗后，環(huán)形標(biāo)記在沖頭巨大壓力下，有向內(nèi)孔邊緣傾斜移動的跡象，如圖6所示。

圖6 鍛孔零件1

在試樣的邊緣發(fā)現(xiàn)1條細(xì)小裂紋，該裂紋原處于試樣表面標(biāo)記的下方，現(xiàn)已移動至試樣端面的上方。如果該裂紋出現(xiàn)在靠近試樣端面的位置，就有可能移動至軸承圈內(nèi)邊緣處，如圖7所示。

圖7鍛孔零件2

受設(shè)備限制，本次實驗使用500t液壓頂鍛試驗機代替客戶的沖壓設(shè)備，遠(yuǎn)小于客戶使用的空氣錘的沖擊力，理論上由于沖擊力的增加金屬流動性增大，環(huán)形標(biāo)記向內(nèi)孔邊緣傾斜移動的跡象會更加明顯。如果圓鋼外表面存在裂紋、劃傷、凹坑、麻點、夾雜等缺陷,熱變形過程中在沖擊力的作用下，會流動至軸承圈內(nèi)表面邊緣，在后續(xù)磨削過程中暴露在表面造成零件報廢。

4、改進措施

1）供方提升圓鋼表面質(zhì)量，表面不應(yīng)有裂紋、劃傷、麻點和夾雜等缺陷，如有上述缺陷應(yīng)及時清除。

2）目前毛坯軸承圈外表面的加工余量為0.6mm,在磨削過程中表面缺陷全部被清除，未發(fā)現(xiàn)外表面缺陷；內(nèi)表面的加工余量為0.3 mm，應(yīng)增加磨削加工余量，將內(nèi)表面的缺陷清除。

3）軸承圈在初鍛過程中全部采用自由鍛工藝。在設(shè)計過程中,根據(jù)各零件的鍛孔尺寸，在滿足零件壓縮比的基礎(chǔ)上，利用體積不變原理，用φ55mm或φ52mm的圓鋼替代φ50mm圓鋼，避免圓鋼外表面金屬在熱變形過程中流入內(nèi)表面。