牛玉周，刘斌，郭长建

(人本集团有限公司 技术中心，上海 201411)

水泵轴连轴承单元作为汽车部件的重要组成部分，其工作温度一般低于120 ℃，采用一次性填脂润滑，所受载荷为皮带张力及来自叶轮的不平衡载荷，工作条件较恶劣。随着汽车发动机大功率化的发展，对汽车水泵轴连轴承单元的耐热性能、承载能力及密封性能提出更高要求的同时，水泵轴连轴承的安装空间及散热空间越来越小，轴承的工作条件更加恶劣。水泵轴连轴承的主要失效形式包括心轴断裂，心轴沟道、外圈沟道、钢球的磨损和疲劳失效，密封失效等。

某型号水泵轴连轴承心轴材质为GCr15钢，其制造工艺流程为：线材下料→球化退火→车加工→淬火→低温回火→磨加工。该心轴的淬火工艺为：830 ℃整体淬火加热→90 ℃油淬→160 ℃回火。采用的热处理设备是可控气氛网带炉，保护气氛为甲醇+丙烷。该批次产品在使用过程中某一心轴出现早期断裂失效，该批次其余产品使用状况良好，为了查找原因，分别采用宏观观察、金相组织分析、硬度检测及断口SEM分析等手段对心轴进行了分析，并提出了改进措施。

1 理化检验

1.1 宏观形貌观察

心轴断裂的外观形貌如图1所示。心轴断裂位置位于心轴一侧沟道沟底附近，整个断面呈正断型，表现为脆性断裂。

图1 心轴断裂形貌

1.2 断口的扫描电镜分析

将断口用丙酮超声波清洗后，置于JEOL扫描电镜下观察。心轴断口微观形貌如图2所示。从图2a可明显看到疲劳贝纹线，为疲劳断裂，疲劳源位于沟道底部，如箭头所示位置，但未发现有明显的塑性变形区域；……