軸承表面麻點缺陷的成因分析 開題報告1

1、 某某學校畢業(yè)設計（論文）開題報告題 目摩托車發(fā)動機軸承表面麻點缺陷的成因分析學 院 專業(yè)班級 學生姓名 學號指導教師 年 月 日開題報告填寫要求1.開題報告作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作開始后2周內完成，經指導教師簽署意見及系主任審查后生效。2.開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網址上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見。3.學生查閱資料的參考文獻理工類不得少于10篇，其它不少于12篇（不包括辭典、手冊）。4.“本課題的目的

2、及意義，國內外研究現(xiàn)狀分析”至少2000字，其余內容至少1000字。畢業(yè)設計(論文)開題報告1.本課題的目的及意義，國內外研究現(xiàn)狀分析1.1 所選課題的目的及意義 摩托車是現(xiàn)代化時代不可缺少的交通工具，而摩托車軸承在整個摩托的使用上起著非常重要的作用。在科學技術飛躍發(fā)展的今天，軸承的使用環(huán)境越來越惡劣，同時人們對軸承提出了非?？量痰囊蟆］S承是非常重要的機械基礎件，它在多數機械產品和工程結構應用十分廣泛。它在很大程度上決定了裝備的性能、精度、壽命與可靠性，在我們的國民經濟中占有極其重要的地位。一個國家軸承和軸承鋼的生產技術水平是工業(yè)水平的重要標志之一1。軸承材料必須要有高純凈度、高可靠性和高疲

3、勞壽命。純凈就是雜質元素及非金屬夾雜物要少，組織均勻是鋼中碳化物要細小，分布均勻。軸承鋼經熱處理后要求高而均勻的硬度和耐磨性，高的彈性極限和高的接觸疲勞強度2。摩托車使用的軸承為滾動軸承，軸承失效輕則要停機并維修，嚴重的話會造成機器損毀甚至重大事故。軸承表面的麻點缺陷是生產軸承的廠家都可能碰到的質量缺陷問題。本課題就是通過對摩托車軸承表面的麻點缺陷進行分析然后采取適當的措施來減少和消除這種缺陷從而提高軸承鋼的使用性能和壽命。軸承在社會中廣泛應用，對社會的進步起著支撐的作用，因此開展本課題研究軸承表面麻點缺陷的成因具有非常深刻的現(xiàn)實意義。1.2國內外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）：經過100多

4、年的發(fā)展，國際上的軸承鋼已經形成高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、中碳軸承鋼、不銹鋼軸承鋼、高溫軸承鋼等系列。現(xiàn)在使用最多的是含C1.0%，Cr1.5%為代表的高碳鉻軸承鋼。100年來，軸承鋼的成分基本沒變化，而其生產工藝經過幾次大的變化，質量卻提高了很多，它是發(fā)達國家中在科研、生產方面投入物力、人力最多的鋼種之一，一向被認為是超純凈高質量鋼的代表3。 中國的軸承鋼生產從50年代開始起步，通過了40多年的發(fā)展，近幾年我國在產量上均達到年產60萬t以上，基本上滿足了國內軸承行業(yè)的需要。特別是現(xiàn)在近十幾年來積極采取國際的標準，不斷更新工藝裝備及工藝技術，在軸承鋼的質量上有了新的飛躍。軸承鋼的優(yōu)劣主要是體現(xiàn)

5、在純凈度、表面質量和均勻性三方面。材料的純凈度是指材料中夾雜物的含量，其純凈度和組織均勻性是影響使用壽命的重要因素。我軸承鋼先進的生產廠家為大冶鋼廠、江陰興澄鋼廠和上鋼五廠。目前中國爐外精煉軸承鋼的總產量的70%以上，大冶特殊鋼股份有限公司與上鋼五廠80年代末就已經實現(xiàn)了100%的爐外精煉4。大冶鋼廠通過采用鋁錠脫氧+低堿度操作可以使得鋼中平均氧含量達到9.24ppm。上鋼五廠的生產工藝為：精煉鋼桶座位-取樣測溫-真空精煉15分鐘-破空-取樣測溫-控制終脫氧時間和吹氬強度-成分微調-澆注。通過這種冶煉工藝生產的軸承鋼氧含量較低為68ppm。興澄鋼廠的生產工藝為：精煉鋼桶座位-綜合采用AL塊沉淀

6、脫氧和擴散脫氧形成白渣精煉過程-真空前稀渣形成低堿度渣-VD爐真空處理（67pa保證15分鐘）-軟吹氬-連鑄保護澆注。通過這種工藝氧含量能夠達到7.3ppm左右5。發(fā)達國家對軸承鋼的生產及科研極其重視，瑞典、日本、德國等國家表現(xiàn)最為突出。這些國家的軸承鋼的生產狀況就體現(xiàn)了當今世界軸承的質量水平和發(fā)展方向6。（1）瑞典的SKF公司OVAKO廠：高功率電爐初煉（100t）-除渣-加鋁脫氧-加熱-脫硫-真空或非真空電磁攪拌加吹氫攪拌-鋼錠模鑄4.2t-鋼錠均熱-初軋機開坯-行星軋機、精軋機-在線無損檢測-連續(xù)爐球化退火-檢驗入庫。（2）神戶制鋼是日本五大鋼鐵公司中生產規(guī)模最小的，但它特殊鋼的比例最高

7、。該生產工藝為：高爐-鐵水預處理-除渣-LF精煉-RH-CC。（3）山陽特殊鋼公司：90t電爐熔煉（最大容量150t）-EBT出鋼-LF精煉（吹氬或氮氣攪拌）-RH-CC（鑄坯斷面尺寸為370mmX470mm）。國外軸承鋼生產工藝特點：(1)爐子大型化（2）無渣出鋼 (3)Al脫氧（4）真空或非真空條件長時間攪拌（5）高堿度渣精煉（6）連鑄7。 某廠生產的精密球軸承在最后的精研磨過程中發(fā)現(xiàn)套圈表面上有肉眼隱約可見的白色亮點狀缺陷而報廢。該軸承的原料為GCr15，其加工工藝工程為：調質（淬火+高溫回火）加工成形（530±10）氣體等溫滲氮粗研磨精研磨。由于白色點狀缺陷是在最后研磨過程中

8、發(fā)現(xiàn)的，其來源有兩類：一是內源性的，即白色狀缺陷有可能是原材料在冶煉工程中的夾雜物引起的；二是外源性的，即白色點狀缺陷是在后續(xù)加工過程中產生的。為了探究缺陷的形成原因，采用金相及X射線衍射等分析方法對軸承套圈進行了分析。對軸承圈缺陷表明進行低倍觀察，如下圖所示，白色亮點狀缺陷的形貌呈現(xiàn)一定的棱角。根據缺陷的形貌可以斷定該缺陷不是鋼材冶金過程中形成的夾雜物脫落引起，因為冶金過程中形成的塑形夾雜物一般會保留冶金成型時的痕跡（掃尾痕跡）；而大尺寸的脆性夾雜物則會有較為明顯的顯微裂紋，但在缺陷周圍也沒有發(fā)現(xiàn)任何裂紋。因此不排除白色點狀缺陷可能是熱處理過程或后續(xù)加工工程中軸承表面某種金相組織脫落而形成的

9、一種針孔8。 某客車車輛在段修時，發(fā)現(xiàn)軸箱軸承滾子滾動面和套圈滾道面存在許多不規(guī)則及連續(xù)分布的麻點缺陷，致使軸承早期失效。 試驗方法及結果如下：宏觀檢查：在滾動（道）面上均存在宏觀特征相同的不規(guī)則及不連續(xù)分布的麻點狀缺陷。化學分成分分析：在滾子套圈上取樣進行化學分析。硬度測定：對軸承滾子和套圈進行硬度測定。硬度測定測試位置在部件未受磨損的原加工表面上，具體方法是在滾子上測試3點，在套圈端面上間隔120o的三個位置上分別測試。掃描電子顯微缺陷形貌觀察：將滾子和套圈切片制樣，用掃描電子顯微鏡觀察滾子滾動和套圈滾道面上的麻點狀缺陷均呈現(xiàn)熔融狀、灼熔（傷）點脫落和周圍受熱影響跡象。金相分析：檢查結果表

10、明，滾子套圈的基體顯微組織符合JB/T1255-2001標準中規(guī)定的相關技術要求。但在麻點處均呈現(xiàn)異常組織，即在滾動（道）面上形成白層和受熱影響的顯微組織10。分析結果表示：此類麻點是典型的電點蝕產生的缺陷，其形成是由于焊接作業(yè)時的電流通過軸承且在滾動（道）面局部位置產生電火花和電弧所致。由于大量麻點狀缺陷的存在，破壞了軸承滾動（道）面的潤滑狀態(tài)及影響了軸承的正常運轉，從而導致軸承早期失效11。通過以上的資料分析顯示，對麻點缺陷可采取掃描電鏡及能譜分析和x射線衍射儀對軸承麻點部位進行組織、成分、相的分析，找出其成因。為提高軸承的質量、延長其使用壽命提供一定的理論支持和工程技術手段。 參考文獻1

11、焦曉渝（編譯）.世界軸承鋼生產現(xiàn)狀及發(fā)展.中國冶金，2002,3:40-412吳承建，陳國良，強文江，等，金屬材料學M，第二版，冶金工業(yè)出版社，2010，102.3Vladim ir B.Ginzburg.Width Control in Hot Strip Mills.Iron & Engineer,1991,68(6):25394周德光，傅杰，王平，李晶.超純軸承鋼的生產工藝及質量進展J.北京科技大學碩士學位論文，2000.5周德光，王平 徐衛(wèi)國等.軸承鋼的生產與發(fā)展.煉鋼，1998，5:53-576徐明華，等.軸承鋼精煉與澆鑄技術發(fā)展概況J.特殊鋼，1999，（5）：53-57.

12、7冶金部特殊鋼信息網編著.國外特殊鋼生產技術M.北京：冶金工業(yè)出版社，1996.8陸衛(wèi)倩.HY014-33-307(309)精密球軸承表面缺陷分析D.上海：上海電機學院，2010.9JB/T1255-2001,高碳鉻軸承鋼滾動軸承零件熱處理技術條件S10趙晗，周小明，陳棟等.軸承鋼的白點特征.理化檢測-物理分冊，2005,41:17-1911美國金屬學會編.失效分析與預防，金屬手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，1986.10 畢業(yè)設計(論文)開題報告2.本課題的任務、重點內容、實現(xiàn)途徑 2.1本課題的主要任務：1對文獻資料綜合分析、歸納整理，基本了解軸承鋼的發(fā)展現(xiàn)狀及生產工藝原理。 2知道軸承鋼在

13、社會的發(fā)展中所起到的重要性，研究軸承表面缺陷的表現(xiàn)形式及對產品質量的危害。 3.熟練操作掃描電鏡與x射線衍射儀對樣品的分析 4.根據所查的文獻資料提出引起摩托車發(fā)動機軸承表面麻點缺陷的相關因素 5.根據課題設計合理的實驗方案，觀察實驗現(xiàn)象并記錄實驗數據 。 6.總結歸納研究的成果，得出研究結論。2.2本課題的重點內容 1. 軸承表面缺陷的表現(xiàn)形式及對產品質量的危害 軸承用鋼的主要表面缺陷：（1）裂紋：鋼錠的皮下氣泡，嚴重的非金屬夾雜物及鋼材在鍛、軋過程中，加熱溫度過高，鍛、軋后冷卻快；終軋、終鍛溫度過低等原因都有產生裂紋的可能性。（2）結疤：由于鋼錠表面的夾渣、凹坑，在鍛、軋過程中形

14、成較薄、扁平的分層，稱之為結疤。（3）折疊：鋼材在鍛、軋過程中產生的飛邊、毛刺、皺折和尖銳棱角等，在繼續(xù)軋制時壓入金屬內部，則形成折疊。（4）刮傷：因軋機導板上沾有金屬顆粒，導板安裝不當等原因，使用鋼材表面刻化出溝槽，稱為刮傷或劃痕。（5）夾渣：爐渣和各種耐火材料在鋼澆注過程中未浮在鋼錠頭部，而集聚在鋼錠表面，鋼錠修整時，又未清理掉，因此，在鋼材表面形成夾渣。（6）鋼材在加熱過程中，表面要發(fā)生氧化作用，爐氣中氧與鋼材表面的碳進行氧化，形成氣體，使鋼材表面的碳量低于規(guī)定數量稱為脫碳。脫碳對高碳軸承鋼來說是嚴重的缺陷，往往造成軸承零件表面脫碳，淬火后的硬度達不到技術要求。 摩托車發(fā)動機表面軸承的麻

15、點缺陷是屬于表面缺陷里刮傷，麻點缺陷的會造成發(fā)動機疲勞壽命和使用性能降低，嚴重的話會造成重大事故。 2. 摩托車發(fā)動機XJ066138軸承表面麻點缺陷的質量檢測與金相分析a.相關生產技術資料的準備b.研究試樣的取得c.樣品進行宏觀與金相分析e.掃描電鏡及能譜分析、XRD分析f.實驗結果分析與討論2.3本課題的實現(xiàn)途徑要通過對相關的書籍和資料的學習，從軸承鋼的生產工藝具體而全面的分析摩托車發(fā)動機軸承可能存在的缺陷，將樣品處理后通過金相分析觀察軸承表面麻點缺陷的大小、形態(tài)、數量及其分布情況。利用所學的專業(yè)知識通過掃描電鏡及能譜分析和x射線衍射儀對麻點進行組織、成分、相的分析。并通過相關參考資料及相關實驗找出軸承鋼表面麻點缺陷產生的原因，然后設計出合理的生產工藝和流程及熱處理工藝方法來減少或消除表面麻點缺陷從而提高軸承的使用性能。畢業(yè)設計(論文)開題報告3.完成本課題所需工作條件（如工具書、計算機、實驗、調研等）及解決辦法 3.1工作條件 實驗室具備掃描電鏡S-3700N,X射線衍射儀DX-2700，正置式材OLYMPUS金相顯微鏡BX61，大型OLYMPUS金相