滾動軸承疲勞失效形式和(hé)抗疲勞方法

大量的(de)應用實踐和(hé)壽命試驗都(dō厭分u)表明(míng)，軸承失效多為(wèi)接觸表面疲勞。GB/T 24611—2020/ISO15短雨243:2017将疲勞列在軸承六種常見失效模式之首，被列在第六位的(de)斷裂在形成過程中雨藍也因有(yǒu)疲勞的(de)原因，被稱為(wèi)疲勞斷裂。典型的(de)疲勞失效分為(好對wèi)次表面起源型和(hé)表面起源型。

一、次表面起源型疲勞

滾動接觸最大接觸應力發生(shēng)在表面下(xià)一定深度的(de)某處，在交變應力水也的(de)反複作(zuò)用下(xià)，在該答愛處形成疲勞源（微(wēi)裂紋）。裂紋源在循環應力服麗下(xià)逐步向表面擴展，形成開(kāi)放(fà北的ng)式的(de)片狀裂縫，進而被撕裂為(wèi)片狀顆粒從(cóng)表面剝落，産生(sh電司ēng)麻點、凹坑。如該處軸承鋼存在某種薄離紅弱點、或缺陷（常見的(de)如非金(jī樂南n)屬夾雜(zá)物(wù)、氣隙、粗大碳化(huà)物(wù)的(de)晶界面），将時藍加速疲勞源的(de)形成和(hé)疲勞裂紋的(de)擴展，大大降低(d子國ī)疲勞壽命。

深溝球軸承旋轉內(nèi)圈上(shàng)的(de)次表面起源型剝落

二、表面起源型疲勞

接觸表面處有(yǒu)損傷，這(zhè)些損傷可能是原始的(d線飛e)，即制造過程中形成的(de)劃傷、碰痕，也好費可能是使用中産生(shēng)的(de)計吃，如潤滑劑中的(de)硬顆粒，軸承零件(jiàn)相(xiàng)對(duì輛討)運動産生(shēng)的(de)微(wēi)小(xiǎ的月o)擦傷；損傷處可能存在潤滑不良，如潤滑劑貧乏，潤滑劑失用西效；不良的(de)潤滑狀态加劇(jù)滾動體(tǐ)與滾機機道(dào)之間(jiān)的(de)相房她(xiàng)對(duì)滑動，導緻表面損傷處的(de)微(wēi)凸體(tǐ)根部産生(shēn雜不g)顯微(wēi)裂紋；裂紋擴展導緻微(wēi)凸體(tǐ)脫落，或形成看到片狀剝落區(qū)。這(zhè)種剝落深度較淺，有(y草雪ǒu)時(shí)易與暗(àn)灰色蝕斑相(xiàng)混淆。

圓錐滾子(zǐ)軸承靜止內(nèi)圈上(shàng)已經擴展的(de)次表面起源型剝落

三、疲勞斷裂

疲勞斷裂的(de)起源是過度緊配合産生(shēng)的(de)裝配應力與循環交變應力形銀木成的(de)疲勞屈服，裝配應力、交變應力與道哥屈服極限之間(jiān)的(de)平衡一旦失去(qù)，便會沿鐘些套圈軸線方向産生(shēng)斷裂，形成貫穿狀的(de)裂縫。

實踐中正常使用失效的(de)軸承，其損壞大多如上(shàng)所述，民下即接觸表面疲勞，而三種疲勞失效類型又(yòu)以次表面起源型疲勞最為(wèi)常見，ASO28慢車1和(hé)ISO281/amd.2推薦的(de)軸承壽命計(jì)算(suàn)方法就是以次表為師面起源型疲勞為(wèi)基礎得出的(de)。

常用的(de)抗疲勞方法有(yǒu)：

A、熱處理(lǐ)技(jì)術

熱處理(lǐ)是常用的(de)改善材料力學性能的(de)工(gōng)藝方法，為都女(wèi)了适應不同材料零件(jiàn)的制商(de)不同使用要求，需要選擇不同的(de)熱處理(lǐ)工(gōng)藝，醫匠預先熱處理(lǐ)組織、淬火加熱溫度、加熱說現速度、冷(lěng)卻方式（介質與速度）、回火溫度與時(s有工hí)間(jiān)等都(dōu)對(duì)機(jī)械性能有(yǒu)明服務(míng)顯影響，要對(duì)諸多熱處理(lǐ)參數進行優化(外高huà)、組合，以求得适應使用條件(jiàn)的(de)最佳性能，從(có內制ng)而延長(cháng)零件(jiàn)的(de)耐疲勞壽命。吧話構建熱處理(lǐ)虛拟生(shēng)産現事平台，推動熱處理(lǐ)技(jì)術向高(gāo)新技(jì)術知身林識密集型轉變。熱處理(lǐ)工(gōng)藝參數的(de)優化(huà)及發展數女姐字化(huà)熱處理(lǐ)技(jì)術是實現(xiàn)抗疲勞制造的(de兒海)重要前提。

B、表面化(huà)學熱處理(lǐ)

表面化(huà)學熱處理(lǐ)的(de)對頻改性作(zuò)用主要在表面，可根據不同的(de)做了使用要求，選擇滲入的(de)化(huà)學元素，如滲碳後淬回火以雪睡提高(gāo)表面硬度，但(dàn)工(gōng)件(jiàn)畸議車變不易控制：滲氮後形成金(jīn)屬氮化(huà)物(水雜wù)可獲得更高(gāo)的(de)表面硬度及耐磨性、耐蝕性和熱匠(hé)抗疲勞性能，且工(gōng)件(j機了iàn)畸變小(xiǎo)，但(dàn)效率不高(gāo)；共滲工(gōng)藝使硬度、耐磨、她樂耐蝕、抗疲勞性能更優，且淬火畸變少，但(dàn)硬化(huà)層薄，不宜于重載工(gōng)件(匠姐jiàn)。表面化(huà)學熱處理(lǐ)的(de)發展方向是擴大低(dī)音子溫化(huà)學處理(lǐ)的(de)應用，提高(gāo)滲層質量，加速處理(lǐ)過程，發展環保南拍型工(gōng)藝、複合滲工(gōng)藝及模拟數字化(huà)處理(lǐ)技(jì)術。和海

C、表面強化(huà)技(jì)術的(de都森)應用

傳統的(de)表面強化(huà)技(jì)術源于冷(lě動到ng)作(zuò)硬化(huà)原理(lǐ)，如抛丸、噴砂、噴丸等，新的(de)表面強化(h數頻uà)技(jì)術如激光(guāng)表面硬化(huà)、術生激光(guāng)噴丸表面硬化(huà)、超聲滾光(gu些學āng)硬化(huà)、化(huà)學方法表面硬化(huà)，複合各種工(gōn她讀g)藝的(de)表面硬化(huà)新技(jì)術美都已在許多領域中被成功應用，如激光(guāng)一噴丸工書船(gōng)藝（激光(guāng)沖擊處理(lǐ)），使用高(gāo)能脈沖激光(gu制討āng)在零件(jiàn)表面形成沖擊波，使表面材料産生(shēng近男)壓縮和(hé)塑性變形，形成表面殘餘壓應力，從(cóng)而增樂水強了抗疲勞能力（如抗應力裂紋、耐腐蝕疲勞等）。

D、表面改性技(jì)術

常用的(de)表面改性技(jì)術主要有(yǒu)離子金人(zǐ)注入和(hé)表面塗覆。

離子(zǐ)注入是非高(gāo)溫過程，人文沒有(yǒu)冶金(jīn)學和(hé)平衡相(xiàng)圖的(de視司)限制，可根據不同需要選擇不同注入元素與劑量以獲得預期的讀多(de)表面性能。如：注入鉻離子(zǐ)以增強基體(tǐ)材料的(de)抗腐蝕和(hé)歌也耐疲勞能力；注入硼離子(zǐ)以增強基體(tǐ)的(de)抗磨損能力。

表面塗覆技(jì)術包括物(wù)理(lǐ)氣相(xiàng)沉積（PVD）習些，化(huà)學氣相(xiàng)沉積（CVD）射頻(pín)濺射（RF）這內離子(zǐ)噴鍍（PSC），化(huà)學鍍等。

此外(wài)，離子(zǐ)滲工(gōng)藝在一定真空度下(xià)利用高(gāo)壓老日直流電(diàn)使被滲元素處于離子(zǐ)狀态，使産生(shēng)的(de)唱答離子(zǐ)流轟擊工(gōng)件(jiàn)表面，在表面形成化(huà)合物(wù紙唱)達到降低(dī)摩擦、提高(gāo)耐磨性的(de)目的(de)。

E、微(wēi)細加工(gōng)與光(guāng)整技(jì)術

作(zuò)為(wèi)一種先進的(de)到友制造技(jì)術，高(gāo)精度的(de)微影老(wēi)細加工(gōng)與調配、光(guāng)整技(jì)術，也為(wèi)提暗科高(gāo)基礎零件(jiàn)的(de)抗疲勞能力發揮出重要作(z校能uò)用。超精密的(de)研磨加工(gōng)、渦流光(guāng)整加工(gō東書ng)，以降低(dī)工(gōng)件(jiàn)表面粗糙度為(白有wèi)目的(de)，加工(gōng)後的(de筆小)表面理(lǐ)化(huà)特性、力學特性、接觸處但從的(de)輪廓形狀都(dōu)發生(shēng)有(yǒu)益的坐理(de)改變，可修正接觸應力分布，利于動力潤滑油膜的(de)形成，提高(頻麗gāo)疲勞壽命。

F、協調硬度匹配

不同零件(jiàn)的(de)硬度匹配關系，也能協調道河滾動接觸處的(de)應力與應變傳遞狀态，對(duì)延地拿長(cháng)零件(jiàn)的(de)疲勞藍都壽命産生(shēng)明(míng)顯效果懂自。

（來(lái)源：可靠性知識）

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