轴承表面麻点缺陷的成因分析 开题报告1

1、 某某学校毕业设计（论文）开题报告题 目摩托车发动机轴承表面麻点缺陷的成因分析学 院 专业班级 学生姓名 学号指导教师 年 月 日开题报告填写要求1.开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作开始后2周内完成，经指导教师签署意见及系主任审查后生效。2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网址上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。3.学生查阅资料的参考文献理工类不得少于10篇，其它不少于12篇（不包括辞典、手册）。4.“本课题的目的

2、及意义，国内外研究现状分析”至少2000字，其余内容至少1000字。毕业设计(论文)开题报告1.本课题的目的及意义，国内外研究现状分析1.1 所选课题的目的及意义 摩托车是现代化时代不可缺少的交通工具，而摩托车轴承在整个摩托的使用上起着非常重要的作用。在科学技术飞跃发展的今天，轴承的使用环境越来越恶劣，同时人们对轴承提出了非常苛刻的要求。轴承是非常重要的机械基础件，它在多数机械产品和工程结构应用十分广泛。它在很大程度上决定了装备的性能、精度、寿命与可靠性，在我们的国民经济中占有极其重要的地位。一个国家轴承和轴承钢的生产技术水平是工业水平的重要标志之一1。轴承材料必须要有高纯净度、高可靠性和高疲

3、劳寿命。纯净就是杂质元素及非金属夹杂物要少，组织均匀是钢中碳化物要细小，分布均匀。轴承钢经热处理后要求高而均匀的硬度和耐磨性，高的弹性极限和高的接触疲劳强度2。摩托车使用的轴承为滚动轴承，轴承失效轻则要停机并维修，严重的话会造成机器损毁甚至重大事故。轴承表面的麻点缺陷是生产轴承的厂家都可能碰到的质量缺陷问题。本课题就是通过对摩托车轴承表面的麻点缺陷进行分析然后采取适当的措施来减少和消除这种缺陷从而提高轴承钢的使用性能和寿命。轴承在社会中广泛应用，对社会的进步起着支撑的作用，因此开展本课题研究轴承表面麻点缺陷的成因具有非常深刻的现实意义。1.2国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：经过100多

4、年的发展，国际上的轴承钢已经形成高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、中碳轴承钢、不锈钢轴承钢、高温轴承钢等系列。现在使用最多的是含C1.0%，Cr1.5%为代表的高碳铬轴承钢。100年来，轴承钢的成分基本没变化，而其生产工艺经过几次大的变化，质量却提高了很多，它是发达国家中在科研、生产方面投入物力、人力最多的钢种之一，一向被认为是超纯净高质量钢的代表3。 中国的轴承钢生产从50年代开始起步，通过了40多年的发展，近几年我国在产量上均达到年产60万t以上，基本上满足了国内轴承行业的需要。特别是现在近十几年来积极采取国际的标准，不断更新工艺装备及工艺技术，在轴承钢的质量上有了新的飞跃。轴承钢的优劣主要是体现

5、在纯净度、表面质量和均匀性三方面。材料的纯净度是指材料中夹杂物的含量，其纯净度和组织均匀性是影响使用寿命的重要因素。我轴承钢先进的生产厂家为大冶钢厂、江阴兴澄钢厂和上钢五厂。目前中国炉外精炼轴承钢的总产量的70%以上，大冶特殊钢股份有限公司与上钢五厂80年代末就已经实现了100%的炉外精炼4。大冶钢厂通过采用铝锭脱氧+低碱度操作可以使得钢中平均氧含量达到9.24ppm。上钢五厂的生产工艺为：精炼钢桶座位-取样测温-真空精炼15分钟-破空-取样测温-控制终脱氧时间和吹氩强度-成分微调-浇注。通过这种冶炼工艺生产的轴承钢氧含量较低为68ppm。兴澄钢厂的生产工艺为：精炼钢桶座位-综合采用AL块沉淀

6、脱氧和扩散脱氧形成白渣精炼过程-真空前稀渣形成低碱度渣-VD炉真空处理（67pa保证15分钟）-软吹氩-连铸保护浇注。通过这种工艺氧含量能够达到7.3ppm左右5。发达国家对轴承钢的生产及科研极其重视，瑞典、日本、德国等国家表现最为突出。这些国家的轴承钢的生产状况就体现了当今世界轴承的质量水平和发展方向6。（1）瑞典的SKF公司OVAKO厂：高功率电炉初炼（100t）-除渣-加铝脱氧-加热-脱硫-真空或非真空电磁搅拌加吹氢搅拌-钢锭模铸4.2t-钢锭均热-初轧机开坯-行星轧机、精轧机-在线无损检测-连续炉球化退火-检验入库。（2）神户制钢是日本五大钢铁公司中生产规模最小的，但它特殊钢的比例最高

7、。该生产工艺为：高炉-铁水预处理-除渣-LF精炼-RH-CC。（3）山阳特殊钢公司：90t电炉熔炼（最大容量150t）-EBT出钢-LF精炼（吹氩或氮气搅拌）-RH-CC（铸坯断面尺寸为370mmX470mm）。国外轴承钢生产工艺特点：(1)炉子大型化（2）无渣出钢 (3)Al脱氧（4）真空或非真空条件长时间搅拌（5）高碱度渣精炼（6）连铸7。 某厂生产的精密球轴承在最后的精研磨过程中发现套圈表面上有肉眼隐约可见的白色亮点状缺陷而报废。该轴承的原料为GCr15，其加工工艺工程为：调质（淬火+高温回火）加工成形（530±10）气体等温渗氮粗研磨精研磨。由于白色点状缺陷是在最后研磨过程中

8、发现的，其来源有两类：一是内源性的，即白色状缺陷有可能是原材料在冶炼工程中的夹杂物引起的；二是外源性的，即白色点状缺陷是在后续加工过程中产生的。为了探究缺陷的形成原因，采用金相及X射线衍射等分析方法对轴承套圈进行了分析。对轴承圈缺陷表明进行低倍观察，如下图所示，白色亮点状缺陷的形貌呈现一定的棱角。根据缺陷的形貌可以断定该缺陷不是钢材冶金过程中形成的夹杂物脱落引起，因为冶金过程中形成的塑形夹杂物一般会保留冶金成型时的痕迹（扫尾痕迹）；而大尺寸的脆性夹杂物则会有较为明显的显微裂纹，但在缺陷周围也没有发现任何裂纹。因此不排除白色点状缺陷可能是热处理过程或后续加工工程中轴承表面某种金相组织脱落而形成的

9、一种针孔8。 某客车车辆在段修时，发现轴箱轴承滚子滚动面和套圈滚道面存在许多不规则及连续分布的麻点缺陷，致使轴承早期失效。 试验方法及结果如下：宏观检查：在滚动（道）面上均存在宏观特征相同的不规则及不连续分布的麻点状缺陷。化学分成分分析：在滚子套圈上取样进行化学分析。硬度测定：对轴承滚子和套圈进行硬度测定。硬度测定测试位置在部件未受磨损的原加工表面上，具体方法是在滚子上测试3点，在套圈端面上间隔120o的三个位置上分别测试。扫描电子显微缺陷形貌观察：将滚子和套圈切片制样，用扫描电子显微镜观察滚子滚动和套圈滚道面上的麻点状缺陷均呈现熔融状、灼熔（伤）点脱落和周围受热影响迹象。金相分析：检查结果表

10、明，滚子套圈的基体显微组织符合JB/T1255-2001标准中规定的相关技术要求。但在麻点处均呈现异常组织，即在滚动（道）面上形成白层和受热影响的显微组织10。分析结果表示：此类麻点是典型的电点蚀产生的缺陷，其形成是由于焊接作业时的电流通过轴承且在滚动（道）面局部位置产生电火花和电弧所致。由于大量麻点状缺陷的存在，破坏了轴承滚动（道）面的润滑状态及影响了轴承的正常运转，从而导致轴承早期失效11。通过以上的资料分析显示，对麻点缺陷可采取扫描电镜及能谱分析和x射线衍射仪对轴承麻点部位进行组织、成分、相的分析，找出其成因。为提高轴承的质量、延长其使用寿命提供一定的理论支持和工程技术手段。 参考文献1

11、焦晓渝（编译）.世界轴承钢生产现状及发展.中国冶金，2002,3:40-412吴承建，陈国良，强文江，等，金属材料学M，第二版，冶金工业出版社，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.超纯轴承钢的生产工艺及质量进展J.北京科技大学硕士学位论文，2000.5周德光，王平 徐卫国等.轴承钢的生产与发展.炼钢，1998，5:53-576徐明华，等.轴承钢精炼与浇铸技术发展概况J.特殊钢，1999，（5）：53-57.

12、7冶金部特殊钢信息网编著.国外特殊钢生产技术M.北京：冶金工业出版社，1996.8陆卫倩.HY014-33-307(309)精密球轴承表面缺陷分析D.上海：上海电机学院，2010.9JB/T1255-2001,高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件S10赵晗，周小明，陈栋等.轴承钢的白点特征.理化检测-物理分册，2005,41:17-1911美国金属学会编.失效分析与预防，金属手册M.北京：机械工业出版社，1986.10 毕业设计(论文)开题报告2.本课题的任务、重点内容、实现途径 2.1本课题的主要任务：1对文献资料综合分析、归纳整理，基本了解轴承钢的发展现状及生产工艺原理。 2知道轴承钢在

13、社会的发展中所起到的重要性，研究轴承表面缺陷的表现形式及对产品质量的危害。 3.熟练操作扫描电镜与x射线衍射仪对样品的分析 4.根据所查的文献资料提出引起摩托车发动机轴承表面麻点缺陷的相关因素 5.根据课题设计合理的实验方案，观察实验现象并记录实验数据 。 6.总结归纳研究的成果，得出研究结论。2.2本课题的重点内容 1. 轴承表面缺陷的表现形式及对产品质量的危害 轴承用钢的主要表面缺陷：（1）裂纹：钢锭的皮下气泡，严重的非金属夹杂物及钢材在锻、轧过程中，加热温度过高，锻、轧后冷却快；终轧、终锻温度过低等原因都有产生裂纹的可能性。（2）结疤：由于钢锭表面的夹渣、凹坑，在锻、轧过程中形

14、成较薄、扁平的分层，称之为结疤。（3）折叠：钢材在锻、轧过程中产生的飞边、毛刺、皱折和尖锐棱角等，在继续轧制时压入金属内部，则形成折叠。（4）刮伤：因轧机导板上沾有金属颗粒，导板安装不当等原因，使用钢材表面刻化出沟槽，称为刮伤或划痕。（5）夹渣：炉渣和各种耐火材料在钢浇注过程中未浮在钢锭头部，而集聚在钢锭表面，钢锭修整时，又未清理掉，因此，在钢材表面形成夹渣。（6）钢材在加热过程中，表面要发生氧化作用，炉气中氧与钢材表面的碳进行氧化，形成气体，使钢材表面的碳量低于规定数量称为脱碳。脱碳对高碳轴承钢来说是严重的缺陷，往往造成轴承零件表面脱碳，淬火后的硬度达不到技术要求。 摩托车发动机表面轴承的麻

15、点缺陷是属于表面缺陷里刮伤，麻点缺陷的会造成发动机疲劳寿命和使用性能降低，严重的话会造成重大事故。 2. 摩托车发动机XJ066138轴承表面麻点缺陷的质量检测与金相分析a.相关生产技术资料的准备b.研究试样的取得c.样品进行宏观与金相分析e.扫描电镜及能谱分析、XRD分析f.实验结果分析与讨论2.3本课题的实现途径要通过对相关的书籍和资料的学习，从轴承钢的生产工艺具体而全面的分析摩托车发动机轴承可能存在的缺陷，将样品处理后通过金相分析观察轴承表面麻点缺陷的大小、形态、数量及其分布情况。利用所学的专业知识通过扫描电镜及能谱分析和x射线衍射仪对麻点进行组织、成分、相的分析。并通过相关参考资料及相关实验找出轴承钢表面麻点缺陷产生的原因，然后设计出合理的生产工艺和流程及热处理工艺方法来减少或消除表面麻点缺陷从而提高轴承的使用性能。毕业设计(论文)开题报告3.完成本课题所需工作条件（如工具书、计算机、实验、调研等）及解决办法 3.1工作条件 实验室具备扫描电镜S-3700N,X射线衍射仪DX-2700，正置式材OLYMPUS金相显微镜BX61，大型OLYMPUS金相