磨削热可导致高温圆锥滚子轴承失效的原因分析
2025年04月30日 10:22:13
来源：上海神榕特种轴承制造有限公司 >> 进入该公司展台
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磨削热是指在高温圆锥滚子轴承的磨削加工中，砂轮和工件接触区内，消耗大量的能产生大量的磨削热，造成磨削区的局部瞬时高温。这就是：磨削热可导致高温圆锥滚子轴承失效的原因。
运用线状运动热源传热理论公式推导、计算或应用红外线法和热电偶法实测实验条件下的瞬时温度，可发现在 0.1～0.001ms 内磨削区的瞬时温度可高达 1000～1500℃。这样的瞬时高温足以使工作表面一定深度的表面层产生高温氧化、非晶态组织、高温回火、二次淬火，甚至烧伤开裂等多种变化。
（1）表面氧化层
瞬时高温作用下的钢表面与空气中的氧作用，升成极薄（20～30nm）的铁氧化物薄层。值得注意的是 氧化层厚度与表面磨削变质层总厚度测试结果是呈对应关系的。 这说明其氧化层厚度与磨削工艺直接相关， 是磨削质量的重要标志。
（2）非晶态组织层
磨削区的瞬时高温使工件表面达到熔融状态时，熔融的金属分子流又被均匀地涂敷于工作表面，并被 基体金属以极快的速度冷却，形成了极薄的一层非晶态组织层。它具有高的硬度和韧性，但它只有 10nm 左右，很容易在精密磨削加工中被去除。
（3）高温回火层
磨削区的瞬时高温可以使表面一定深度（10～100nm）内被加热到高于工件回火加热的温度。在没有 达到奥氏体化温度的情况下，随着被加热温度的提高，其表面逐层将产生与加热温度相对应的再回火或高 温回火的组织转变，硬度也随之下降。加热温度愈高，硬度下降也愈厉害。
（4）二层淬火层
当磨削区的瞬时高温将工件表面层加热到奥氏体化温度（Ac1）以上时，则该层奥氏体化的组织在随 后的冷却过程中，又被重新淬火成马氏体组织。凡是有二次淬火烧伤的工件，其二次淬火层之下必定是硬 度极低的高温回火层。
（5）磨削裂纹
二次淬火烧伤将使工件表面层应力变化。二次淬火区处于受压状态，其下面的高温回火区材料存在着 大的拉应力，这里是 有可能发生裂纹核心的地方。裂纹 容易沿原始的奥氏体晶界传播。严重的烧伤 会导致整个磨削表面出现裂纹（多呈龟裂）造成工件报废。
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