轴承钢端面碎裂原因分析与改进

刘树军， 李 哲， 郭孝凯

(北满特殊钢有限责任公司， 黑龙江 齐齐哈尔 161041)

北兴公司生产的φ30-75圆轴承钢棒材，冬季生产在矫直后大批量发现端头有碎裂现象，致使棒材清理时难度增加。本文对此问题进行试验对比分析，找到了碎裂原因，并对后续生产的钢材采取了相应的补救措施，避免了钢材在矫直过程中的碎裂问题。

1 试验分析

1.1 试验仪器

用40MAT金相显微镜观察缺陷样品断口附近的金相组织。

1.2 缺陷宏观形貌

矫直后在钢材端部边缘碎裂，碎裂块沿钢材锯切端面周身排列，如图1所示。

图1

1.3 锯切端头金相组织分析

2 工艺调查与分析

针对上述金相组织异常情况，分析了钢材的锯切过程：钢材用砂轮锯磨擦锯切定尺，锯切过程中端部受热。在空气中冷却时使钢材端部发生组织转变，形成薄层马氏体组织。该马氏体组织比基体组织的塑性差，在矫直过程中，因端部受力较大且塑性较差而产生碎裂。检验同批次生产钢材也存在类似现象，端部马氏体组织薄厚不一。

3 实施情况及效果

为了验证进口锯片、国产锯片对矫直后端头碎裂的影响，2014年2月做了如下对比试验见表1。

表1

炉号钢种规格锯切温度(℃)取片温度(℃)冷却方法锯片锯切参数矫直状态碎裂支数10058SKF3Sϕ75260～575375～414缓冷进口10058SKF3Sϕ75300～571500～525缓冷国产10056SKF3Sϕ75280～470279缓冷国产同一台锯、相同的线速度及进给速度同一台矫直机、同一压下量矫直225支材,端头没有碎裂出现矫直121支材,其中端头1支碎裂矫直136支材,其中18支碎裂严重(锯切温度为280～300℃时)

从锯切温度对比看，φ75圆使用进口锯片无论是高温还是低温锯切，缓冷后矫直时未出现碎裂；使用国产锯片温度>300℃锯切经缓冷后仅出现1支碎裂，使用国产锯片低温280～300℃锯切缓冷后矫直18支材端头碎裂，头部8支严重碎裂、1支掉头，尾部除毛头外9支定尺全部碎裂。

从端部组织对比看，使用进口锯片取片温度在375～414℃时端面未发现马氏体组织；而使用国产锯片，取片温度在500～525℃端面发现少量马氏体组织，使用国产锯片取片温度在279℃整个端面发现严重马氏体组织。

2014年2月10日下发了≤控制锯切材矫直后端头碎裂作业指导书≥并监督执行，一度困扰北兴公司轴承钢矫直后端头碎裂的问题得到彻底解决。

4 结语

棒温>300℃，使用进口锯片锯切钢材缓冷后矫直无碎裂，而国产锯片锯切钢材缓冷后矫直发生零星碎裂。棒温<300℃，使用进口锯片锯切钢材缓冷后矫直发生零星碎裂，而国产锯片锯切钢材矫直后发生大量碎裂。因受工装制约，冬季连续生产时锯切温度无法保证全部达到>300℃、因此必须采用进口锯片锯切才能避免批量碎裂现象的发生。

[1]宋维锡．金属学(第二版)[M].北京：冶金工业出版社，2007,342-345.