6205轴承异常失效分析实例

吕永江，俞炎江，周文娟

(浙江新昌皮尔轴承有限公司，浙江 新昌 312500)

用户反馈6205-ZZD轴承在使用不到一天的时间，就出现噪声异常而失效。6205-ZZD轴承安装使用在某型号的电动机上，其转速为5 000 r /min。从失效轴承的表观情况来看，轴承、附件和润滑脂都已成黑色，清洗后发现轴承内、外圈沟道有小面积剥落，但钢球尚完好。现对其失效原因进行分析。

1 硬度和回火稳定性检验

如果套圈回火不足，使用过程中内部组织中的部分残余奥氏体会发生马氏体转变,这样轴承的体积就会发生变化。如果由此导致圆度变形，就会影响轴承的噪声。因此，有必要对失效套圈进行回火稳定性试验。回火温度为160 ℃,时间4 h，回火前、后的硬度测试结果如表1所示。

表1 回火稳定性试验对比 HRC

硬度检测结果表明：轴承的回火时间足够,其硬度差在1 HRC之内,符合JB/T1255—2001标准要求。

2 金相检验

淬、回火组织的好坏及沟道质量直接影响到轴承的使用寿命。如果淬火过热，会导致脆性增大，使得沟道易发生剥落。对轴承进行冷酸洗检查未发现沟道磨削烧伤。其内、外圈的淬、回火组织均为隐晶马氏体+细小结晶马氏体+适量的均匀分布的细小残留碳化物+适量的残余奥氏体，按JB/T1255—2001标准评定为2.0级,属正常的淬、回火组织(图1、图2)。对试样磨抛后进行非金属夹杂物和碳化物不均性检验,结果见表2。从表2可知，该材料符合GB/T18254—2002标准的要求。

表2 非金属夹杂物和碳化物检验结果

图1 外圈淬、回火组织(500×)

图2 内圈淬、回火组织(500×)

3 清洁度检验

从失效的样品轴承上取适量的润滑脂浸于足量的120号过滤汽油中，用超声波清洗5 min以上，待润滑脂均匀分散在油中，将所收集到的溶液利用微孔过滤器进行过滤，使之通过0.8 μm的过滤膜。将所得滤膜经90 ℃烘干30 min，并在盛有干燥剂的冷却器皿中冷却30 min。取出过滤膜放在40倍光学显微镜下以不同视野进行观察，发现有异常杂质，见图3。

图3 润滑脂中含有异常杂质

从图3中可以看出：油脂已经受到了严重的污染，颜色呈现黑色，其中还夹杂有细小的沙粒、橡胶碎片及微小的铁屑等。由于轴承的密封件为铁质的不带橡胶的防尘盖，排除密封件橡胶脱落的可能。

将同一批次正常产品进行类似的对比试验，方法同上。结果是过滤膜上为淡蓝色且均匀分布的清洁油脂，没有发现任何异物。

4 失效分析

从以上的各项检验结果表明：该轴承的失效不是轴承本身的原因所致。

为了寻找轴承真正的失效原因，对轴承的使用工况进行实地考察。该轴承使用在纺机电动机的转动轴上，电动机高速运转的同时，橡胶传动带与皮带轮之间产生磨擦，产生很多橡胶微粒与碎末，而6205-ZZD的防尘盖与内圈不接触，密封性能不是很好。加上防尘盖在运转过程中受到离心力作用，使得自身与轴承的内圈间隙更大；而且轴承在装配过程中，操作不当，使防尘盖有一定的松动。结果导致较大的橡胶微粒、碎末及其他杂质进入轴承内部，严重污染了油脂。而且尺寸较大的污染颗粒在轴承运转的过程中，势必引起碰撞与摩擦，产生异常声，最终导致轴承的早期异常失效。

5 结束语

由此可见，在轴承工况比较恶劣时，一定要注意其密封结构的选择，且应保证轴承的正确安装，使得密封达到要求。