自行车前后轴挡疲劳剥落失效，高频退火机轻松应对

自行车前后轴挡是自行车转动部位的关键零件，标准规定，在2000N和2000r/min运转条件下工作60min后检验，滚道上不得出现任何剥落和塌陷，为合格件。前后轴挡材料为15Cr或20钢。生产加工工序为：拉拔（直径14-直径l3mm）一退火一酸洗一磷化一冷镦成形一圆弧孔机加工一滚珠道压光一攻螺纹一铣扁一渗碳或碳氮共渗一淬火一回火一滚珠道打光一发黑。生产中发现，工件主要失效形式是疲劳剥落失效和塌陷，绝大部分是疲劳剥落失效。经分析其缺陷产生的原因，发现采用高频退火机进行热处理，可有效避免此类缺陷的产生。

检验分析工件疲劳剥落性能时发现，工件组织中碳化物对疲劳剥落性能有重要影响。当马氏体基体发生变形时，使碳化物逐渐分离马氏体基体，导致碳化物出现脱落，在滚珠道上出现针孔，并形成麻坑剥落形貌。在滚珠道上的碳化物呈不规则形状，当受外力时于碳化物尖角处与马氏体相接触区域产生应力集中，其应力超过马氏体强度时，萌生微裂纹，出现疲劳源，并在应力作用下裂纹扩展延伸，最终出现疲劳剥落损坏。

检验分析指出，马氏体若组织粗大，其轴挡的疲劳剥落主要是显微裂纹在疲劳应力下发生裂纹扩展延伸，最终造成局部脱落损坏；若马氏体细小，其表面碳化物较多时，工件出现疲劳剥落主要起因于碳化物剥落，或由于碳化物尖角处出现应力集中，在应力集中处萌生裂纹及裂纹扩展，最后造成疲劳剥落破坏。

分析认为，前后轴挡表面高硬度、高强度是工件抵抗外力作用，使工件安全运行的主要性能。生产和检验表明，当工件硬度大于80HRA时，前后轴挡零件不合格率出现下降。这一生产实践规律和上述碳化物及马氏体组织粗细对接触疲劳的影响规律是一致的。

生产实践和试验工作总结出提高前后轴挡性能和防止疲劳剥落的主要措施如下：

（1）工件应保证获得表面高硬度，采用高频加热机进行热处理，以使工件具有良好的疲劳剥落抗力性能，其硬度以80-83HRA为佳。

（2）前后轴挡要求在淬火回火后，表面不出现脱碳层，并且无明显碳化物，这样可较大减少工件出现表面疲劳剥落损坏的危险，延长工件的服役寿命。