磨削熱可導(dǎo)致高溫圓錐滾子軸承失效的原因分析
2025年03月23日 08:08:40
來源：上海神榕特種軸承制造有限公司 >> 進(jìn)入該公司展臺
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磨削熱是指在高溫圓錐滾子軸承的磨削加工中，砂輪和工件接觸區(qū)內(nèi)，消耗大量的能產(chǎn)生大量的磨削熱，造成磨削區(qū)的局部瞬時(shí)高溫。這就是：磨削熱可導(dǎo)致高溫圓錐滾子軸承失效的原因。
運(yùn)用線狀運(yùn)動熱源傳熱理論公式推導(dǎo)、計(jì)算或應(yīng)用紅外線法和熱電偶法實(shí)測實(shí)驗(yàn)條件下的瞬時(shí)溫度，可發(fā)現(xiàn)在 0.1～0.001ms 內(nèi)磨削區(qū)的瞬時(shí)溫度可高達(dá) 1000～1500℃。這樣的瞬時(shí)高溫足以使工作表面一定深度的表面層產(chǎn)生高溫氧化、非晶態(tài)組織、高溫回火、二次淬火，甚至燒傷開裂等多種變化。
（1）表面氧化層
瞬時(shí)高溫作用下的鋼表面與空氣中的氧作用，升成極?。?0～30nm）的鐵氧化物薄層。值得注意的是 氧化層厚度與表面磨削變質(zhì)層總厚度測試結(jié)果是呈對應(yīng)關(guān)系的。 這說明其氧化層厚度與磨削工藝直接相關(guān)， 是磨削質(zhì)量的重要標(biāo)志。
（2）非晶態(tài)組織層
磨削區(qū)的瞬時(shí)高溫使工件表面達(dá)到熔融狀態(tài)時(shí)，熔融的金屬分子流又被均勻地涂敷于工作表面，并被 基體金屬以極快的速度冷卻，形成了極薄的一層非晶態(tài)組織層。它具有高的硬度和韌性，但它只有 10nm 左右，很容易在精密磨削加工中被去除。
（3）高溫回火層
磨削區(qū)的瞬時(shí)高溫可以使表面一定深度（10～100nm）內(nèi)被加熱到高于工件回火加熱的溫度。在沒有 達(dá)到奧氏體化溫度的情況下，隨著被加熱溫度的提高，其表面逐層將產(chǎn)生與加熱溫度相對應(yīng)的再回火或高 溫回火的組織轉(zhuǎn)變，硬度也隨之下降。加熱溫度愈高，硬度下降也愈厲害。
（4）二層淬火層
當(dāng)磨削區(qū)的瞬時(shí)高溫將工件表面層加熱到奧氏體化溫度（Ac1）以上時(shí)，則該層奧氏體化的組織在隨 后的冷卻過程中，又被重新淬火成馬氏體組織。凡是有二次淬火燒傷的工件，其二次淬火層之下必定是硬 度極低的高溫回火層。
（5）磨削裂紋
二次淬火燒傷將使工件表面層應(yīng)力變化。二次淬火區(qū)處于受壓狀態(tài)，其下面的高溫回火區(qū)材料存在著 大的拉應(yīng)力，這里是 有可能發(fā)生裂紋核心的地方。裂紋 容易沿原始的奧氏體晶界傳播。嚴(yán)重的燒傷 會導(dǎo)致整個(gè)磨削表面出現(xiàn)裂紋（多呈龜裂）造成工件報(bào)廢。
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