转盘轴承轴是机械加工设备机构中关键零件之一， 用于控制旋转定位等功能，按一定的工作次序和配气相位及时开闭，并保证轴承有足够的升程，对整个机械传动系统的性能起着决定性的作用。在四冲程发动机中转盘轴承的转速是曲轴的1/2，因此013.30.560型号转盘轴承的转速很高，需要承受很大的转矩。工作时轴承表面与操作台或挺柱之间有很高的周期性接触应力和较快的相对滑动速度，这就要求转盘轴承有足够的韧性和刚度，轴承表面有良好的耐磨性和抗冲击性能。


       该型号转盘轴承机型的产品属于船用大型机械，该产品机型轴承材料使用的是轴承钢，在转动前期本体拉伸性能测试过程中出现屈服强度偏低的现象，供方调整热处理工艺后出现屈服强度合格、抗拉强度偏低的问题（见表1）。

另外，在日常生产中轴承钢 （相当于高硬度钢）轴承一直存在硬度偏低（＜200  HBW）的问题。

针对以上存在的质量问题，前期到转盘轴承的生产现场进行了调研分析，我们针对发现的问题提出了正火设备、正火温度、冷却速度等工艺参数调整的改进措施，工艺调整方案见表2。
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本文针对轴承生产工艺改进后的轴承钢转盘轴承进行本体材料 的理化性能分析，研究正火工艺对转盘轴承用轴承钢力学性能的影响，为提高轴承的综合性能提供合 理的工艺方案。
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3 材料分析
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3.1 化学成分
对转盘轴承进行化学成分检验，结果见表3，符合Q/WCG 610.22《材料规范：钢质轴承》（企业标准）要求。
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3.2 力学性能 
在理化实验室的拉伸试验机上进行室温下拉伸性能测试（见图1），
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并且检测轴承试棒的硬度。轴承试棒的力学性能检测结果见表4
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检测指标均 符合Q/WCG 610.22《材料规范：钢质轴》（企业标准）要求。工艺调整后的轴承钢凸轮轴力学性能测试结果与工艺调整前的测试结果对比（见表1），力学性能尤其是抗拉强度（Rm）得到大幅度提高。

3.3 本体金相组织
图2a为使用4%硝酸酒精腐蚀后的M机型轴承心部组织，在中心位置B存在一条显示颜色完全不同的细长区域，直径1.5 mm。金相组织形貌如图2b所示，B区域的组织特征明显不同于A区域，形成区域偏析。
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图3为M机型轴承部A区域的金相组织，按照GB/T 13320—2007《钢质模锻件金相组织评级图及评定方法 》进行金相显微组织评定。心部组织为珠光体+铁素体，晶粒均匀，组织评级2级，按照 GB/T 6394—2002《金属平均晶粒度测定方法》评定奥氏体实际晶粒度8级，符合技术要求。图4为M机型心部B区域的金相组织，心部组织主要为珠光体，极少量的铁素体组织分布，珠光体晶粒较均匀。
图片轴承

棒料心部区域为结晶的位置，聚集的C、S、P等元素含量较高。Cf53钢w C为0.52%~0.57%，心部成分偏析区域接近共析点成分，因此主要形成珠光体组织，仅形成极少量的铁素体组织。中心偏析按照GB/T 1979—2001《结构钢低倍组织缺陷评级图》评定为1级，在技术要求许可范围内。因此，轴承心部的偏析区域需加以控制，应提高钢液的纯净度，采用合理的浇注工艺，并在棒料毛坯锻轧时采用较大的锻造比。由于严重的偏析会对钢材质量有显著的影响，因此棒料进厂检验时对偏析缺陷的检验，应当加以合理控制，保证坯料质量。

3.4 表面感应淬火层金相组织
轴承桃尖、基圆和支撑轴颈（见图5）的表面感应淬火层深度、硬度检测结果见表5
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符合标准要求。感应淬火层的金相组织如图6所示，按照QC/T 502—1999《汽车感应淬火零件金相检验》进行组织评定，组织为较细针状马氏体，评级为4级，符合标 20200718准要求。
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3.5 结论 
经过对工艺调整后的Cf53钢M机型转盘轴承进行理化分析，得出如下结论。
1）机型轴承化学成分符合要求。
2）提高正火冷却速度，可以改善轴承力学性能（抗拉强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率及硬度）。
3）M机四点接触球转盘轴承本体的金相组织符合要求，轴承本体心部位置存在1级中心偏析区域，直径 1.5mm沿凸轮轴中心线分布。
4）M机型轴承感应淬火层的金相组织符合要求。

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4 改善建议013.30.560
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 1）供方将轴承钢M机型转盘轴承的正火工艺按照此次调整试制的工艺进行固化，完善相关工艺文件。 
2）棒料进厂时对偏析缺陷的检验，应当加以合理控制，保证坯料质量。