冷镦圆锥滚子大端裂纹产生原因分析

县晓明，叶健熠

(1.甘肃海林中科科技股份有限公司，甘肃 天水 741018；2．洛阳轴研科技股份有限公司，河南 洛阳 471039)

1 裂纹形貌特征

Φ20.2 mm GCr15球化退火磨光直条料采用单工位压力机开式下料、冷镦为圆锥滚子时，在滚子大端环带部位和大端面上出现裂纹，其形貌特征如图1和图2所示。

图1 冷镦圆锥滚子大端环带部位裂纹形貌

图2 冷镦圆锥滚子大端面上裂纹形貌

去其环带并经热酸洗腐蚀后，从端面剪切纤维流向判断，裂纹多集中于剪切下料形成的剪切唇口一侧。磨制试样观察裂纹，裂纹起始角度同切面约呈45°，后逐渐沿纵向扩展，如图3所示。

图3 图2所示裂纹扩展的形态特征

2 下料过程中材料切面的形态变化

采用开式下料，然后冷镦成圆锥滚子的生产方式，具有工装简单、便于调整的特点，切料示意图如图4所示。但下料过程应力状态复杂，材料应变、塑性变形等缺点突出：在A切面处，活动刀板与材料接触区域形成塌角、切料筒刀口形成剪切唇口、断口倾斜、切面椭圆化明显(图5、图6)，甚至在此切面上还存在大量微裂纹(图7～图9)。在B切面处未发现裂纹(图10～图12)。

1—活动刀板；2—切筒；3—冷拉直条料；4—定位砧

图5 切口塌角、偏倾示意图

图6 切面椭圆(A切面椭圆化趋势明显大于B切面)

图7 A切面的形态特征(存在明显的剪切唇口区和脆性断裂区，切面椭圆化趋势明显)

图8 A切面经热酸洗后的表面特征(剪切唇口、脆性断裂区存在大量微裂纹)

图9 冷镦后A切面经热酸洗后的表面特征(滚子端面的裂纹……