调心球轴承保持架表面白斑缺陷的形貌及原因

轴承制造商在生产调心球轴承保持架后，经常对轴承保持架进行表面处理。在这个过程中，如果酸洗去除腐蚀，会发现调心球轴承保持架表面有明亮的白斑。这是表面处理缺陷。为什么轴承保持架表面会出现大量白斑？轴承型号查询网(简称轴承型号查询网)根据对轴承知识的了解，分享调心球轴承保持架表面白斑缺陷的具体外观及相关原因。

1.调心球轴承保持架表面白斑缺陷的外观特征。

首先，我们来看看有白斑缺陷的保持架和正常保持架小爪子、大爪子表面的外观图，如图1、2所示。如图所示：有白斑缺陷的保持架表面粗糙，呈橘皮状，有亮白斑，且主要分布在大爪子周围和小爪子的整个表面；而正常保持架表面光滑，外观颜色均匀。

图1保持架小爪的表面形状。

图2保持大爪的表面形状。

2.调心球轴承保持架的宏观形态。

缺陷保持架分别镶嵌在正常保持架的大爪和小爪上，然后磨出金相样品，并对其进行冷酸腐蚀。研磨后样品的外观如图3所示。从图3a可以看出，经过冷酸腐蚀，缺陷保持架研磨制成的样品表面仍能看到明显的亮白色斑点，可以说明亮白色斑点不仅存在于表面，还存在于保持架内部。从图3b可以看出，正常保持架研磨制成的样品经过冷酸腐蚀后表面颜色均匀，没有发现类似的斑点。

图3大小爪样品酸洗照片。

3.调心球轴承保持架颗粒观察分析。

对正常保持架和缺陷保持架缺陷保持架的大爪和小爪的显微组织(晶粒度)。晶粒度的形状如图4所示。

图4大小爪样品晶粒组织对比。

从图4a可以看出，正常样品的颗粒相对较小、均匀，并具有一定的定向性。颗粒的定向性是由钢板在切齿、成型、整形等过程中加工而成的，在冲击力的作用下产生的塑性变形。颗粒的定向和变形方向大致相同。根据GB/T6394-2002标准金属平均颗粒测量方法，颗粒的定位和变形方向为8级。从图4b和图4c可以看出，缺陷保持架的大爪边缘与内部颗粒大小相差很大，边缘颗粒异常粗大，颗粒大小为4.5级；心脏区域的颗粒细小均匀，与正常保持架基本一致。从图4d可以看出，缺陷样品的小爪心颗粒极其不均匀，小爪颗粒粗大的区域颗粒为0级。

2)颗粒大小及其均匀性与白斑缺陷的关系。

因为材料的晶界处聚集了大量的杂质，所以晶界比晶粒内部更容易腐蚀。与粗晶粒区相比，前者晶界密度大，即晶界总面积大，必然会降低该区域的耐腐蚀性。酸洗缺陷保持架时，由于晶粒大小极不均匀，小爪子和大爪子的边缘有耐腐蚀的粗晶粒区，酸洗后呈明亮白色，而不耐腐蚀的细晶粒区呈暗灰色。

粗大不均晶粒的原因及形成白斑的试验。

本实用新型的加工工艺为：剪料→切料圆环→切齿→再结晶退火→清→成型→整形→酸洗→涂油。表面正常的保持架没有再结晶退火，晶粒大小极其均匀。调查显示，与表面出现白斑的缺陷保持架使用同批钢板的其他型号的保持架，虽然也经过再结晶退火，但保持架表面没有白斑。可见保持架表面出现的白斑与钢板质量无关，也证明保持架采用正常的再结晶退火工艺，不会出现白斑。

为进一步分析研究保持架表面出现白斑的原因，对3个未经再结晶退火的保持架进行了高于正常再结晶退火工艺规定的温度的退火试验。常规再结晶退火工艺为：加热至640℃，保温3~4h，出炉空冷。本试验选择的退火加热温度分别为700、680和660℃，保温时间为3.5h，然后出炉空冷。酸洗腐蚀，照片如图5所示。如图所示，3个保持架表面均有白斑，加热温度越高，白斑越严重。这些保持架材料为08Al，其金相组织主要由铁素体晶粒组成，在对保持架进行腐蚀检查时发现，粗晶粒区比细晶粒区更耐腐蚀。

图5保持架表面不同退火温度的照片。

从上述分析可以看出，保持架表面出现的亮白斑点，是由于这批保持架在再结晶退火处理过程中加热温度过高造成的晶粒粗大造成的。提示在生产过程中，再结晶退火工序应严格按照工艺要求进行，定期校准炉内温度和炉内温度的均匀性，并对热电偶和温度控制仪表进行定期鉴定，以避免类似情况的发生。

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