圆锥滚子采用中频感应加热炉进行加热产生裂纹缺陷的原因及其预防措施

圆锥滚子是圆锥滚子轴承的重要零件，采用GCr15钢制造，滚子淬火、回火后经磨削加工为成品。圆锥滚子常采用中频感应加热炉进行热处理，但是，在生产过程中受环境、原材料、热处理操作工艺的影响，部分滚子出现沿圆锥面贯穿的裂纹和开裂，严重影响产品质量和生产运行。

检验发现，大多数裂纹呈直线贯穿锥面，并延伸至两端面内部，深度约0.15nm。金相观察发现裂纹两侧出现明显脱碳，有贫碳区和全脱碳区，脱碳层深度约0.38mm，贫碳区马氏体组织>5级，未脱碳区马氏体组织为5级。扫描电镜和能谱分析发现，裂纹滚子大小端裂纹区域发现存在非金属夹杂物严重，且贯穿整条裂纹。能谱分析表明，非金属夹杂物为氧化物类型的钙铝酸盐，各元含量（质量分数）为：044.01%，Na3.31%，Al17.62%,Si22.82%,Ca6.87%。

分析认为，滚子裂纹周围脱碳严重且较深，使工件表面硬度大幅度下降；有的滚子裂纹源处有全脱碳特征，说明该处裂纹出现于淬火前，而不是在淬火中发生的。由此可分析判断，该裂纹是原材料裂纹，淬火时成为裂纹源。该裂纹源在淬火中出现的组织应力和热应力的作用下，促使裂纹进一步扩展延伸，淬火组织越粗大，应力愈大，裂纹扩展越快。有的滚子组织中飞金属夹子严重，导致工件在淬火中因应力集中而在该处形成裂纹源，并相信不扩展，形成较大的细长裂纹，这种裂纹也称发纹。

针对裂纹产生原因，提出防止措施如下：

（1）对滚子材料GCr15钢质量严格把关，防止原材料存在裂纹、脱碳和非金属夹杂物缺陷混入工件坯件，以避免产生裂纹等缺陷。

（2）采用中频感应加热炉进行淬火、回火时，其淬火、回火工艺应严格控制，并保证质量标准，防止出现粗大马氏体，工牲硬度下降与硬度不均，以及出现脆性弊端，保证工件性能均匀，并且质量优良。

本文简单的分析了圆锥滚子的裂纹和开裂缺陷，介绍了其防止措施，有些厂家采用上述措施后，未发现滚子裂纹、脱碳及非金属夹杂聚集超标缺陷，产品质量良好，生产运行正常。您也可以把这些应用到您的工作中去，生产出高质量的滚子，当然，如果您有更好的建议也可以和我们分享一下。