磨加工表面磨損磨粒直徑計量圖像立體顯微鏡
空心滾子軸承的所有優點都是與其承受預負荷相聯系的�，F在
軸承在較低壽命下即因磨損使過盈量消失而失效。本文通過對失效
軸承的分析，找出空心滾子軸承的失效模式，進而改進工藝，使材
料耐磨性有所改善，提高其精度壽命。
失效分析
失效件情況及理化分析
分析對象為用于磨床主軸的兩種空心圓柱滾子軸承
經測量尺寸，兩套軸承均因磨損使預負荷消失。立體顯微鏡觀
察發現，II軸承滾道呈暗灰色，較原磨加工表面更光滑。用掃描電
鏡進一步觀察表明，磨加工表面布滿平直、均勻的磨痕，而磨損表
面大多則較平滑，上面有很淺的擦傷條痕，部分地方有較深的犁溝
，一些磨粒仍嵌在里面，能譜分析為鋁的氧化物，見圖1。在更高
倍數下觀察到有些碳化物顆粒(約0．5 μm以上)，它以磨粒的形式
鑲在很細的犁溝中。I軸承由于負荷和轉速較大，磨損量已遠大于
允許值，有些部位已出現淺層剝落，剝落坑周圍有許多裂紋，坑底
有二次裂紋。
將潤滑系統中濾油器濾芯上的磨粒用油泡下，制成鐵譜片于光學顯
微鏡和掃描電鏡下觀察，發現大量直徑約l μm的球形磨粒，說明
軸承確實出現了疲勞，與電鏡結果一致。由于有切削液混入了潤滑
油箱，帶入較多砂粒和磨屑，給進一步分析帶來困難。
分析與改進意見
一般認為滾動軸承的主要失效模式是接觸疲勞。但對空心滾子
軸承來說，由于允許的磨損量遠較普通有間隙軸承為小。對間隙軸
承可忽略的磨損量在空心滾子軸承卻可能成為產生失效的重要因素
。只有當接觸疲勞產生前的磨損量小于要求的過盈量時，接觸疲勞
才會出現。就目前看，II軸承在還沒有發生接觸疲勞的情況下，僅
工作1 500 h就已喪失了預負荷。故材料耐磨性在此已上升為主要
性能指標�，F熱處理工藝不能滿足空心圓柱滾子軸承對耐磨性的要
求。
