自行車前后軸擋是自行車轉(zhuǎn)動(dòng)部位的關(guān)鍵零件，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在2000N和2000r/min運(yùn)轉(zhuǎn)條件下工作60min后檢驗(yàn)，滾道上不得出現(xiàn)任何剝落和塌陷，為合格件。前后軸擋材料為15Cr或20鋼。生產(chǎn)加工工序?yàn)椋豪危ㄖ睆?4-直徑l3mm）一退火一酸洗一磷化一冷鐓成形一圓弧孔機(jī)加工一滾珠道壓光一攻螺紋一銑扁一滲碳或碳氮共滲一淬火一回火一滾珠道打光一發(fā)黑。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，工件主要失效形式是疲勞剝落失效和塌陷，絕大部分是疲勞剝落失效。經(jīng)分析其缺陷產(chǎn)生的原因，發(fā)現(xiàn)采用高頻退火機(jī)進(jìn)行熱處理，可有效避免此類缺陷的產(chǎn)生。

檢驗(yàn)分析工件疲勞剝落性能時(shí)發(fā)現(xiàn)，工件組織中碳化物對(duì)疲勞剝落性能有重要影響。當(dāng)馬氏體基體發(fā)生變形時(shí)，使碳化物逐漸分離馬氏體基體，導(dǎo)致碳化物出現(xiàn)脫落，在滾珠道上出現(xiàn)針孔，并形成麻坑剝落形貌。在滾珠道上的碳化物呈不規(guī)則形狀，當(dāng)受外力時(shí)于碳化物尖角處與馬氏體相接觸區(qū)域產(chǎn)生應(yīng)力集中，其應(yīng)力超過(guò)馬氏體強(qiáng)度時(shí)，萌生微裂紋，出現(xiàn)疲勞源，并在應(yīng)力作用下裂紋擴(kuò)展延伸，最終出現(xiàn)疲勞剝落損壞。

檢驗(yàn)分析指出，馬氏體若組織粗大，其軸擋的疲勞剝落主要是顯微裂紋在疲勞應(yīng)力下發(fā)生裂紋擴(kuò)展延伸，最終造成局部脫落損壞；若馬氏體細(xì)小，其表面碳化物較多時(shí)，工件出現(xiàn)疲勞剝落主要起因于碳化物剝落，或由于碳化物尖角處出現(xiàn)應(yīng)力集中，在應(yīng)力集中處萌生裂紋及裂紋擴(kuò)展，最后造成疲勞剝落破壞。

分析認(rèn)為，前后軸擋表面高硬度、高強(qiáng)度是工件抵抗外力作用，使工件安全運(yùn)行的主要性能。生產(chǎn)和檢驗(yàn)表明，當(dāng)工件硬度大于80HRA時(shí)，前后軸擋零件不合格率出現(xiàn)下降。這一生產(chǎn)實(shí)踐規(guī)律和上述碳化物及馬氏體組織粗細(xì)對(duì)接觸疲勞的影響規(guī)律是一致的。

生產(chǎn)實(shí)踐和試驗(yàn)工作總結(jié)出提高前后軸擋性能和防止疲勞剝落的主要措施如下：

（1）工件應(yīng)保證獲得表面高硬度，采用高頻加熱機(jī)進(jìn)行熱處理，以使工件具有良好的疲勞剝落抗力性能，其硬度以80-83HRA為佳。

（2）前后軸擋要求在淬火回火后，表面不出現(xiàn)脫碳層，并且無(wú)明顯碳化物，這樣可較大減少工件出現(xiàn)表面疲勞剝落損壞的危險(xiǎn)，延長(zhǎng)工件的服役壽命。