磨加工表面磨损磨粒直径计量图像立体显微镜
空心滚子轴承的所有优点都是与其承受预负荷相联系的。现在
轴承在较低寿命下即因磨损使过盈量消失而失效。本文通过对失效
轴承的分析，找出空心滚子轴承的失效模式，进而改进工艺，使材
料耐磨性有所改善，提高其精度寿命。
失效分析
失效件情况及理化分析
分析对象为用于磨床主轴的两种空心圆柱滚子轴承
经测量尺寸，两套轴承均因磨损使预负荷消失。立体显微镜观
察发现，II轴承滚道呈暗灰色，较原磨加工表面更光滑。用扫描电
镜进一步观察表明，磨加工表面布满平直、均匀的磨痕，而磨损表
面大多则较平滑，上面有很浅的擦伤条痕，部分地方有较深的犁沟
，一些磨粒仍嵌在里面，能谱分析为铝的氧化物，见图1。在更高
倍数下观察到有些碳化物颗粒(约0．5 μm以上)，它以磨粒的形式
镶在很细的犁沟中。I轴承由于负荷和转速较大，磨损量已远大于
允许值，有些部位已出现浅层剥落，剥落坑周围有许多裂纹，坑底
有二次裂纹。
将润滑系统中滤油器滤芯上的磨粒用油泡下，制成铁谱片于光学显
微镜和扫描电镜下观察，发现大量直径约l μm的球形磨粒，说明
轴承确实出现了疲劳，与电镜结果一致。由于有切削液混入了润滑
油箱，带入较多砂粒和磨屑，给进一步分析带来困难。
分析与改进意见
一般认为滚动轴承的主要失效模式是接触疲劳。但对空心滚子
轴承来说，由于允许的磨损量远较普通有间隙轴承为小。对间隙轴
承可忽略的磨损量在空心滚子轴承却可能成为产生失效的重要因素
。只有当接触疲劳产生前的磨损量小于要求的过盈量时，接触疲劳
才会出现。就目前看，II轴承在还没有发生接触疲劳的情况下，仅
工作1 500 h就已丧失了预负荷。故材料耐磨性在此已上升为主要
性能指标。现热处理工艺不能满足空心圆柱滚子轴承对耐磨性的要
求。
