軸承鋼端面碎裂原因分析與改進(jìn)

劉樹軍， 李 哲， 郭孝凱

(北滿特殊鋼有限責(zé)任公司， 黑龍江 齊齊哈爾 161041)

北興公司生產(chǎn)的φ30-75圓軸承鋼棒材，冬季生產(chǎn)在矯直后大批量發(fā)現(xiàn)端頭有碎裂現(xiàn)象，致使棒材清理時(shí)難度增加。本文對(duì)此問題進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比分析，找到了碎裂原因，并對(duì)后續(xù)生產(chǎn)的鋼材采取了相應(yīng)的補(bǔ)救措施，避免了鋼材在矯直過程中的碎裂問題。

1 試驗(yàn)分析

1.1 試驗(yàn)儀器

用40MAT金相顯微鏡觀察缺陷樣品斷口附近的金相組織。

1.2 缺陷宏觀形貌

矯直后在鋼材端部邊緣碎裂，碎裂塊沿鋼材鋸切端面周身排列，如圖1所示。

圖1

1.3 鋸切端頭金相組織分析

2 工藝調(diào)查與分析

針對(duì)上述金相組織異常情況，分析了鋼材的鋸切過程：鋼材用砂輪鋸磨擦鋸切定尺，鋸切過程中端部受熱。在空氣中冷卻時(shí)使鋼材端部發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，形成薄層馬氏體組織。該馬氏體組織比基體組織的塑性差，在矯直過程中，因端部受力較大且塑性較差而產(chǎn)生碎裂。檢驗(yàn)同批次生產(chǎn)鋼材也存在類似現(xiàn)象，端部馬氏體組織薄厚不一。

3 實(shí)施情況及效果

為了驗(yàn)證進(jìn)口鋸片、國(guó)產(chǎn)鋸片對(duì)矯直后端頭碎裂的影響，2014年2月做了如下對(duì)比試驗(yàn)見表1。

表1

爐號(hào)鋼種規(guī)格鋸切溫度(℃)取片溫度(℃)冷卻方法鋸片鋸切參數(shù)矯直狀態(tài)碎裂支數(shù)10058SKF3S?75260～575375～414緩冷進(jìn)口10058SKF3S?75300～571500～525緩冷國(guó)產(chǎn)10056SKF3S?75280～470279緩冷國(guó)產(chǎn)同一臺(tái)鋸、相同的線速度及進(jìn)給速度同一臺(tái)矯直機(jī)、同一壓下量矯直225支材,端頭沒有碎裂出現(xiàn)矯直121支材,其中端頭1支碎裂矯直136支材,其中18支碎裂嚴(yán)重(鋸切溫度為280～300℃時(shí))

從鋸切溫度對(duì)比看，φ75圓使用進(jìn)口鋸片無論是高溫還是低溫鋸切，緩冷后矯直時(shí)未出現(xiàn)碎裂；使用國(guó)產(chǎn)鋸片溫度>300℃鋸切經(jīng)緩冷后僅出現(xiàn)1支碎裂，使用國(guó)產(chǎn)鋸片低溫280～300℃鋸切緩冷后矯直18支材端頭碎裂，頭部8支嚴(yán)重碎裂、1支掉頭，尾部除毛頭外9支定尺全部碎裂。

從端部組織對(duì)比看，使用進(jìn)口鋸片取片溫度在375～414℃時(shí)端面未發(fā)現(xiàn)馬氏體組織；而使用國(guó)產(chǎn)鋸片，取片溫度在500～525℃端面發(fā)現(xiàn)少量馬氏體組織，使用國(guó)產(chǎn)鋸片取片溫度在279℃整個(gè)端面發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重馬氏體組織。

2014年2月10日下發(fā)了≤控制鋸切材矯直后端頭碎裂作業(yè)指導(dǎo)書≥并監(jiān)督執(zhí)行，一度困擾北興公司軸承鋼矯直后端頭碎裂的問題得到徹底解決。

4 結(jié)語

棒溫>300℃，使用進(jìn)口鋸片鋸切鋼材緩冷后矯直無碎裂，而國(guó)產(chǎn)鋸片鋸切鋼材緩冷后矯直發(fā)生零星碎裂。棒溫<300℃，使用進(jìn)口鋸片鋸切鋼材緩冷后矯直發(fā)生零星碎裂，而國(guó)產(chǎn)鋸片鋸切鋼材矯直后發(fā)生大量碎裂。因受工裝制約，冬季連續(xù)生產(chǎn)時(shí)鋸切溫度無法保證全部達(dá)到>300℃、因此必須采用進(jìn)口鋸片鋸切才能避免批量碎裂現(xiàn)象的發(fā)生。

[1]宋維錫．金屬學(xué)(第二版)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007,342-345.