Análise de fatores -chave que afetam os modos de falha do rolamento e a camada de superfície de trabalho

Os modos de falha comuns de rolamentos incluem principalmente: fadiga de contato da superfície, desgaste abrasivo, desgaste adesivo e desgaste corrosivo. Esses problemas geralmente ocorrem na superfície de trabalho e na camada superficial do rolamento. Portanto, a qualidade da camada da superfície de trabalho está diretamente relacionada à confiabilidade e vida útil do rolamento, e sua importância é evidente.

O estudo da qualidade da superfície de trabalho do rolamento geralmente cobre os seguintes aspectos:
L Análise da morfologia da superfície;
l Estudo estrutural de materiais de superfície e camadas metamórficas;
l Avaliação do estado de estresse superficial;
l e discussão sobre o desgaste da superfície e o estado de corrosão.
Como a superfície de trabalho do rolamento é submetida a processamento quente e frio e a ação dos meios lubrificantes, sua microestrutura, propriedades físicas e químicas e propriedades mecânicas geralmente são significativamente diferentes daquelas dentro do rolamento. Tais áreas de superfície afetadas são chamadas de camadas metamórficas da superfície. Se esse metamorfismo for causado pelo processo de moagem, é chamado de camada de degradação da superfície de moagem. Portanto, analisar a camada de degradação da superfície do rolamento não é apenas uma parte importante do controle de qualidade, mas também uma base essencial para o diagnóstico de falha.
A partir do mecanismo de formação da camada de degradação de moagem, a força de moagem e moagem são os principais fatores de influência, que são os seguintes:
1. Influência do calor da moagem
Durante o processo de moagem, ocorre um atrito intenso entre a roda de moagem e a peça de trabalho, liberando uma grande quantidade de energia, fazendo com que a área local aqueça instantaneamente. Através do modelo de cálculo de condução de calor ou método de medição de temperatura infravermelha\/termopar\/termopar, pode -se saber que a temperatura instantânea da área de moagem pode atingir 15 0 0 graus dentro de 0,1 milissegundos. Tanta temperatura pode causar os seguintes problemas:
oxidação da temperatura da altura da camada superficial;
A estrutura lamorfa aparece na estrutura metálica;
Ocorre temperamento da temperatura de alta temperatura ou extinção secundária;
Casos graves lin, pode até causar queimaduras ou rachaduras na superfície.
2. Camada de óxido de superfície
A alta temperatura instantânea causará a formação de uma fina camada de óxido de ferro com uma espessura de cerca de 20 ~ 30 mícrons na superfície do aço. A espessura da camada de óxido está intimamente relacionada à espessura da camada metamórfica geral de moagem, por isso também se tornou um indicador importante para avaliar a qualidade da moagem.
3. Camada de estrutura amorfa
Quando a superfície é aquecida em um estado fundido, o metal fundido esfria rapidamente para formar uma camada amorfa com uma espessura de cerca de 10 nanômetros. Embora essa camada tenha alta dureza e resistência, é muito fina e pode ser facilmente removida durante a usinagem de precisão.
4. Camada de temperamento de alta temperatura
Se a temperatura de moagem for maior que a temperatura de temperamento do material, mas não atingir a temperatura austenitizante, a superfície da peça de trabalho passará por uma transformação de re-temperamento. Isso fará com que a dureza do material diminua e, quanto maior a temperatura, mais óbvia a dureza diminui.
5. Camada de extinção secundária
Quando a temperatura local excede a temperatura austenitizante (AC1), o metal da superfície será extinto novamente para formar martensita. Embora o nome seja "extinto", devido ao resfriamento insuficiente, essa camada geralmente aparece como uma camada de temperamento de alta temperatura com dureza extremamente baixa.
6. Rachaduras de moagem
A extinção secundária altera a distribuição de tensão na superfície da peça de trabalho. Na junção da zona de temperamento de alta temperatura e da zona de extinção secundária, as rachaduras são facilmente formadas devido à concentração de tensão de tração. Essas rachaduras geralmente se estendem ao longo dos limites originais de grãos austenitas. Em casos graves, eles podem fazer com que toda a superfície rache, fazendo com que a peça de trabalho seja descartada.
7. Camada metamórfica induzida pela força de moagem
A força de corte, a força de compressão e a força de atrito no processo de moagem atuam juntos na superfície, que é fácil produzir uma camada de deformação plástica altamente orientada e uma camada de endurecimento do trabalho, causando alterações no estresse residual.
8. Camada de deformação plástica fria
Cada grão abrasivo é equivalente a uma pequena aresta de corte, geralmente com um ângulo de ancinho negativo. Durante o processo de corte, os grãos abrasivos também produzirão efeitos óbvios de extrusão e arado na superfície da peça de trabalho, formando assim uma camada de camada de deformação plástica. O grau de deformação aumenta com o aumento do desgaste da roda e da taxa de alimentação da roda.
9. Camada de deformação termoplástica
Afetado pela alta temperatura instantânea, o limite elástico do material da superfície é bastante reduzido. Sob a ação de compressão e atrito, o metal da superfície é propenso ao fluxo de plástico. Esse grau de deformação de alta temperatura aumenta com o aumento da temperatura da superfície.
10. Camada de endurecimento do trabalho
No teste de microherdade e análise metalográfica, é frequentemente descoberto que a dureza aumenta devido à deformação, o que também traz desafios para a moagem posterior do material.
11. Influência da camada de descarburização
Além de moer, o aquecimento durante o tratamento ou tratamento térmico também pode causar descarburização na superfície. Se a camada de descarburização não for completamente removida pelo processamento subsequente, enfraquecerá a dureza da superfície e a força estrutural, tornando -se um perigo oculto de falha precoce do rolamento.
Em resumo, a mudança na qualidade da superfície do rolamento é profundamente afetada por muitos fatores, como moagem de calor, ação mecânica e ambiente de processamento. Pesquisas aprofundadas sobre o mecanismo de formação e a estrutura organizacional dessas camadas metamórficas ajudarão a melhorar a qualidade do processamento e a vida útil dos rolamentos e é um vínculo essencial no controle de confiabilidade.