遇到轴承滚子局部硬度值偏低，怎么办？

轴承零件的硬度对疲劳寿命和耐磨性能有很大的影响，硬度值是衡量轴承质量的一项重要指标。因此，在轴承零件的制造加工过程中，从原材料的进厂到热处理工序的质量控制，都有着严格可靠的工艺规范和相应的质量保证措施。尤其是铁路货车轴承产品其热处理后的技术要求应严格执行《TB/T2235铁道车辆滚动轴承技术条件》，规定铁路货车轴承滚子硬度值为60~64HRC。 某批次GCr15钢制铁路货车轴承圆锥轴承滚子，端面一侧带穴（形貌见图1），在带有氮基保护气氛的热处理辊底炉生产线淬回火后，热处理正常抽检酸洗检查时，外观发现一粒滚子的滚道面存在颜色异常，检查滚子滚动面局部硬度偏低为：57HRC、57.5HRC、57HRC，随后抽取其他批次的热后滚子也有个别滚子滚动面硬度偏低，酸洗比例为1/50。为了保证滚子的产品质量，对其样件进行了原因分析及整个加工过程进行了调查。

图1 滚子外观

（1）缺陷样件硬度检查

采用HRA-150洛氏硬度计，对353130B圆锥轴承滚子带穴端面处的硬度进行检测：带穴部位硬度为61HRC、61HRC、61.5HRC；其余端面部位硬度为61HRC、61.5HRC、62HRC，符合TB/T2235标准要求。利用V型胎膜，检查颜色正常滚动面硬度为61HRC、61.5HRC、62HRC，显然缺陷样件为滚动面局部硬度偏低。

（2）颜色异常区域金相观察

在颜色异常区硬度低的位置附近，沿轴向方向磨制金相试样。经4%硝酸酒精浸蚀后，在低倍和500倍下观察深腐蚀处的金相组织，与标准《JB/T7362—2007滚动轴承零件脱碳层深度测定方法》中的附录A标准图片比对，发现有贫碳现象（见图2）。金属材料在加热、保温时，其表面的碳被氧化，致使该表层的碳全部或局部丧失，这种现象就叫脱碳，这种碳分丧失的表面就称为脱碳层。因碳丧失不多，又观察不到明显的脱碳层，但过剩碳化物明显减少，硬度有偏低的现象时，则称贫碳。

图2 滚子贫碳深度

深腐蚀后检查该部位的金相组织则存在贫碳，且深度为0.28mm。在奥林巴斯GX51显微镜下，低倍和高倍观察滚子的小端面部位，检查未发现贫碳，但在滚子的大端面倒角部位，却发现有贫碳现象。深腐蚀500倍可观察到该区域组织（见图3），表面的碳化物颗粒数量少而细小，而心部正常区域的组织碳化物颗粒数量多而稍大（见图4）。对于贫碳部位浅腐蚀后，500倍可还观察到其表面有板条状组织形貌。

图3 滚子边缘贫碳形貌（500×）