軸承鋼端面碎裂原因分析與改進

劉樹軍， 李 哲， 郭孝凱

(北滿特殊鋼有限責任公司， 黑龍江 齊齊哈爾 161041)

北興公司生產的φ30-75圓軸承鋼棒材，冬季生產在矯直后大批量發現端頭有碎裂現象，致使棒材清理時難度增加。本文對此問題進行試驗對比分析，找到了碎裂原因，并對后續生產的鋼材采取了相應的補救措施，避免了鋼材在矯直過程中的碎裂問題。

1 試驗分析

1.1 試驗儀器

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 工藝調查與分析

針對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。在空氣中冷卻時使鋼材端部發生組織轉變，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生碎裂。檢驗同批次生產鋼材也存在類似現象，端部馬氏體組織薄厚不一。

3 實施情況及效果

為了驗證進口鋸片、國產鋸片對矯直后端頭碎裂的影響，2014年2月做了如下對比試驗見表1。

表1

爐號鋼種規格鋸切溫度(℃)取片溫度(℃)冷卻方法鋸片鋸切參數矯直狀態碎裂支數10058SKF3S?75260～575375～414緩冷進口10058SKF3S?75300～571500～525緩冷國產10056SKF3S?75280～470279緩冷國產同一臺鋸、相同的線速度及進給速度同一臺矯直機、同一壓下量矯直225支材,端頭沒有碎裂出現矯直121支材,其中端頭1支碎裂矯直136支材,其中18支碎裂嚴重(鋸切溫度為280～300℃時)

從鋸切溫度對比看，φ75圓使用進口鋸片無論是高溫還是低溫鋸切，緩冷后矯直時未出現碎裂；使用國產鋸片溫度>300℃鋸切經緩冷后僅出現1支碎裂，使用國產鋸片低溫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。

從端部組織對比看，使用進口鋸片取片溫度在375～414℃時端面未發現馬氏體組織；而使用國產鋸片，取片溫度在500～525℃端面發現少量馬氏體組織，使用國產鋸片取片溫度在279℃整個端面發現嚴重馬氏體組織。

2014年2月10日下發了≤控制鋸切材矯直后端頭碎裂作業指導書≥并監督執行，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 結語

棒溫>300℃，使用進口鋸片鋸切鋼材緩冷后矯直無碎裂，而國產鋸片鋸切鋼材緩冷后矯直發生零星碎裂。棒溫<300℃，使用進口鋸片鋸切鋼材緩冷后矯直發生零星碎裂，而國產鋸片鋸切鋼材矯直后發生大量碎裂。因受工裝制約，冬季連續生產時鋸切溫度無法保證全部達到>300℃、因此必須采用進口鋸片鋸切才能避免批量碎裂現象的發生。

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