Analisi dei fattori chiave che influenzano le modalità di guasto del cuscinetto e lo strato di superficie di lavoro

Le modalità di fallimento comuni di cuscinetti includono principalmente: affaticamento del contatto superficiale, usura abrasiva, usura adesiva e usura corrosiva. Questi problemi di solito si verificano sulla superficie di lavoro e sullo strato superficiale del cuscinetto. Pertanto, la qualità dello strato di superficie di lavoro è direttamente correlata all'affidabilità e alla durata del cuscinetto e la sua importanza è evidente.

Lo studio della qualità della superficie di lavoro del cuscinetto di solito copre i seguenti aspetti:
l Analisi della morfologia superficiale;
l Studio strutturale di materiali superficiali e strati metamorfici;
l Valutazione dello stato di stress superficiale;
L e discussione sull'usura della superficie e sullo stato di corrosione.
Poiché la superficie di lavoro del cuscinetto è soggetta a elaborazione calda e fredda e l'azione dei media lubrificanti, la sua microstruttura, proprietà fisiche e chimiche e proprietà meccaniche sono spesso significativamente diverse da quelle all'interno del cuscinetto. Tali aree di superficie interessate sono chiamati strati metamorfici di superficie. Se questo metamorfismo è causato dal processo di macinazione, è chiamato strato di degradazione della superficie di macinazione. Pertanto, l'analisi dello strato di degradazione della superficie del cuscinetto non è solo una parte importante del controllo di qualità, ma anche una base chiave per la diagnosi di fallimento.
Dal meccanismo di formazione dello strato di degradazione della macinazione, il calore e la forza di macinazione sono i principali fattori di influenza, che sono i seguenti:
1. Influenza del calore di macinazione
Durante il processo di macinazione, si verifica un attrito intenso tra la ruota di macinazione e il pezzo, rilasciando una grande quantità di energia, causando il riscaldamento immediatamente dell'area locale. Attraverso il modello di calcolo della conduzione del calore o il metodo di misurazione della temperatura a infrarossi\/termocoppia, si può sapere che la temperatura istantanea dell'area di macinazione può raggiungere 15 0 0 gradi entro 0,1 millisecondi. Tali temperature elevate possono causare i seguenti problemi:
Ossidazione a temperatura alta dello strato superficiale;
La struttura lamorfo appare nella struttura metallica;
Si verifica il temperamento della massima temperatura o la tempra secondaria;
Casi gravi, può persino causare ustioni di superficie o crepe.
2. Strato di ossido di superficie
L'alta temperatura istantanea causerà la formazione di uno strato sottile di ossido di ferro con uno spessore di circa 20 ~ 30 micron sulla superficie dell'acciaio. Lo spessore dello strato di ossido è strettamente correlato allo spessore dello strato metamorfico di macinazione generale, quindi è diventato anche un indicatore importante per la valutazione della qualità della macinazione.
3. Struttura amorfa Struttura
Quando la superficie viene riscaldata a uno stato fuso, il metallo fuso si raffredderà rapidamente per formare uno strato amorfo con uno spessore di circa 10 nanometri. Sebbene questo strato abbia un'elevata durezza e tenacità, è molto sottile e può essere facilmente rimosso durante la lavorazione di precisione.
4. Strato di temperatura ad alta temperatura
Se la temperatura di macinazione è superiore alla temperatura di tempera del materiale ma non raggiunge la temperatura di austenitizzazione, la superficie del pezzo subirà una trasformazione di rimodellamento. Ciò causerà la diminuzione della durezza del materiale e maggiore è la temperatura, più evidente diminuisce la durezza.
5. Livello di spegnimento secondario
Quando la temperatura locale supera la temperatura austenitizzante (AC1), il metallo superficiale verrà nuovamente spento per formare martensite. Sebbene il nome sia "spegnimento", a causa del raffreddamento insufficiente, questo strato appare spesso come uno strato di temperatura ad alta temperatura con durezza estremamente bassa.
6. Cracking di macinazione
L'estinzione secondaria cambia la distribuzione dello stress sulla superficie del pezzo. Alla giunzione della zona di temperatura ad alta temperatura e della zona di tempra secondaria, le crepe si formano facilmente a causa della concentrazione di stress di trazione. Queste fessure di solito si estendono lungo i confini del grano austenite originali. Nei casi gravi, possono causare la rottura dell'intera superficie, facendo demolire così il pezzo.
7. Straoro metamorfico indotto dalla forza di macinazione
La forza di taglio, la forza di compressione e la forza di attrito nel processo di macinazione agiscono insieme in superficie, che è facile produrre uno strato di deformazione plastica altamente orientato e uno strato di indurita di lavoro, causando così cambiamenti nello stress residuo.
8. Strato di deformazione in plastica fredda
Ogni grano abrasivo è equivalente a un piccolo tagliente, spesso con un angolo di rastrello negativo. Durante il processo di taglio, i grani abrasivi produrranno anche evidenti effetti di estrusione e aratura sulla superficie del pezzo, formando così uno strato di strato di deformazione plastica. Il grado di deformazione aumenta con l'aumento dell'usura della ruota di macinazione e della velocità di avanzamento.
9. Strato di deformazione termoplastica
Colpito dall'alta temperatura istantanea, il limite elastico del materiale superficiale è notevolmente ridotto. Sotto l'azione di compressione e attrito, il metallo superficiale è soggetto a flusso di plastica. Questo grado di deformazione ad alta temperatura aumenta con l'aumento della temperatura superficiale.
10. Layer di indurimento del lavoro
Nei test di microdurezza e analisi metallografica, si scopre spesso che la durezza aumenta a causa della deformazione, che porta anche sfide all'ulteriore macinatura del materiale.
11. Influenza del livello di decarburizzazione
Oltre alla macinazione, il riscaldamento durante la fusione o il trattamento termico può anche causare la decarvizzazione superficiale. Se lo strato di decarburizzazione non viene rimosso completamente dalla successiva elaborazione, indebolirà la durezza superficiale e la resistenza strutturale, diventando un pericolo nascosto di fallimento precoce del cuscinetto.
In sintesi, il cambiamento nella qualità della superficie del cuscinetto è profondamente influenzato da molti fattori come la macinazione del calore, dell'azione meccanica e dell'ambiente di elaborazione. Ricerche approfondite sul meccanismo di formazione e sulla struttura organizzativa di questi strati metamorfici contribuiranno a migliorare la qualità della lavorazione e la durata dei cuscinetti ed è un collegamento chiave nel controllo dell'affidabilità dei cuscinetti.