ISO 3643:2024

Rolling bearings — Ceramic rolling elements — Terms and characteristics of surface imperfections

This document establishes terms, descriptions and characteristics and provides typical photos of specified surface imperfections which can be found on finished silicon nitride rolling elements. Rolling elements refer to balls and rollers. Imperfections defined in this document correspond to patterns found on finished rolling elements before use. Deviations for the geometric product specifications (GPS) are not addressed in this document. This document does not give criteria for the acceptance limits of these imperfections. The identification of an imperfection is done between the different actors involved in the manufacturing, assembly or final use of the silicon nitride parts, depending on the technical specifications and the criticality of the application.

Roulements — Éléments roulants en céramique — Termes et caractéristiques des imperfections de surface

Le présent document établit des termes, des descriptions et des caractéristiques, et fournit des photos types d’imperfections spécifiées de surface qui peuvent être observées sur les éléments roulants finis, en nitrure de silicium. Les éléments roulants désignent les billes et les rouleaux. Les imperfections définies dans le présent document correspondent aux motifs trouvés sur les éléments roulants finis, avant utilisation. Les écarts pour les spécifications géométriques des produits (GPS) ne sont pas traités dans le présent document. Le présent document ne fournit pas de critères pour les limites d’acceptation de ces imperfections. L’identification d’une imperfection est effectuée par les différents acteurs impliqués dans la fabrication, l’assemblage ou l’utilisation finale des pièces en nitrure de silicium, en fonction des spécifications techniques et de la criticité de l’application.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 05-Sep-2024
• ICS: 21.100.20 - Rolling bearings
• Technical Committee: ISO/TC 4 - Rolling bearings
• Drafting Committee: ISO/TC 4 - Rolling bearings
• Current Stage: 6060 - International Standard published
• Start Date: 06-Sep-2024
• Due Date: 08-Jul-2025
• Completion Date: 06-Sep-2024

Standards Content (Sample)

International
Standard
ISO 3643
First edition
Rolling bearings — Ceramic
2024-09
rolling elements — Terms
and characteristics of surface
imperfections
Roulements — Éléments roulants en céramique — Termes et
caractéristiques des imperfections de surface
Reference number
© ISO 2024
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Classification of surface imperfections . 2
5 Surface imperfections . 3
5.1 General .3
5.2 Crack .3
5.2.1 General .3
5.2.2 Open crack .3
5.2.3 Partially healed crack .5
5.2.4 C-crack .5
5.2.5 Star crack .7
5.3 Linear hollow indication .8
5.3.1 General .8
5.3.2 Scratch .8
5.3.3 Cut .9
5.3.4 Contact mark .10
5.4 Irregular or rounded shaped hollow indication . 12
5.4.1 General . 12
5.4.2 Pore . 12
5.4.3 Missing material . 13
5.4.4 Flat .14
5.5 Optically variable region . 15
5.5.1 General . 15
5.5.2 Snowflakes . . 15
5.5.3 Inclusion .17
5.5.4 Colour variation . 22
5.5.5 Smearing . 23
5.5.6 Healed crack . 23
5.5.7 Non cleaned-up area . 25
Annex A (informative) Explanations for the terms used in inspection means .26
Annex B (informative) Dye penetrant inspection .29
Annex C (informative) Scanning electron microscope .31
Bibliography .33

iii
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through
ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee
has been established has the right to be represented on that committee. International organizations,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely
with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described
in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types
of ISO document should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the
ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a)
patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that
this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions
related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade
Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 4, Rolling bearings.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.

iv
Introduction
Surface appearance provides the first impression of quality and gives confidence in product performance
and function to the user and customer. The presence of a surface imperfection can have an impact on the
actual performance and function.
Ceramic rolling elements are produced in different main steps, which can be realized by the same company
or by different companies. Industrial production of ceramic rolling elements, as all manufacturing processes,
is subject to a variability coming from materials, process parameters and/or manufacturing steps, which
can lead to imperfections on the surface. In addition, handling of parts can also induce some imperfections
on the finished surface.
So far, no common vocabulary exists and in industry different words are used to describe surface
imperfections of finished ceramic rolling elements for bearing applications. This leads to different
interpretations and makes objective comparison difficult.
This document aims to describe imperfections of ceramic finished rolling elements before use. However,
some of these imperfections can also be detected on blanks (before machining) or after use.
Imperfections can correspond to:
— material imperfection, which can constitute a defect or not, depending on the morphology of the
imperfection (shape, size), on the position on the rolling element and on the requirements of the
application; the acceptance limits of the imperfections are defined by customers and/or suppliers,
depending on the application;
— local surface imperfection, which corresponds to irregularity on a part of the surface; as for material
imperfection, it can correspond or not to a defect depending on characteristics of this imperfection and
requirements of the application;
— surface appearance deviation, which is a deviation from the optical appearance of the usual surface
pattern or colour.
At the time this document is prepared, visual inspection is the method of choice to identify surface
imperfections, in combination or not with dye penetrant inspection (see Annex A and Annex B). Other NDT
(non-destructive testing) methods can also be used as a complement, such as acoustic or thermal microscopy,
resonant ultrasound spectroscopy or laser spectroscopy to give a few examples.
Inspection of ceramic rolling elements is performed with naked eyes or under small magnification for mass
production control. Scanning electron microscope (SEM – see Annex C) is only used to specify the pattern
identified by NDT but is not a method suitable with mass production control.
The inspection methods and parameters used for rolling element inspection are subject to agreement
between customer and supplier and are not the topic of this document.
Concerning these controls: steel rolling elements are more widespread than ceramic rolling elements. They
have some characteristics in common, but methods and parameters of inspection are different.

v
International Standard ISO 3643:2024(en)
Rolling bearings — Ceramic rolling elements — Terms and
characteristics of surface imperfections
1 Scope
This document establishes terms, descriptions and characteristics and provides typical photos of specified
surface imperfections which can be found on finished silicon nitride rolling elements.
Rolling elements refer to balls and rollers. Imperfections defined in this document correspond to patterns
found on finished rolling elements before use.
Deviations for the geometric product specifications (GPS) are not addressed in this document.
This document does not give criteria for the accepta
...

Norme
internationale
ISO 3643
Première édition
Roulements — Éléments roulants
2024-09
en céramique — Termes et
caractéristiques des imperfections
de surface
Rolling bearings — Ceramic rolling elements — Terms and
characteristics of surface imperfections
Numéro de référence
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Classification des imperfections de surface . 2
5 Imperfections de surface . 3
5.1 Généralités .3
5.2 Fissure .4
5.2.1 Généralités .4
5.2.2 Fissure ouverte .4
5.2.3 Fissure partiellement refermée .5
5.2.4 Fissure en forme de ‘C’ .5
5.2.5 Fissure en forme d'étoile .8
5.3 Indication linéaire en creux .9
5.3.1 Généralités .9
5.3.2 Rayure .9
5.3.3 Incision .10
5.3.4 Marque de contact .11
5.4 Indication en creux de forme irrégulière ou arrondie . 13
5.4.1 Généralités . 13
5.4.2 Pore . 13
5.4.3 Manque matière .14
5.4.4 Plat . 15
5.5 Région optiquement variable .16
5.5.1 Généralités .16
5.5.2 Flocons .17
5.5.3 Inclusion .18
5.5.4 Variation de couleur . 23
5.5.5 Smearing (éraillure) .24
5.5.6 Fissure refermée . 25
5.5.7 Zone non nettoyée . 26
Annexe A (informative) Explications des termes utilisés dans les moyens de contrôle .28
Annexe B (informative) Contrôle par ressuage .31
Annexe C (informative) Microscope électronique à balayage .33
Bibliographie .35

iii
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux
de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire
partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de
tout droit de propriété revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO n'avait pas
reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois,
il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations
plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l'adresse
www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié tout ou partie de
tels droits de propriété.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion de
l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au
commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 4, Roulements.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.

iv
Introduction
L’aspect de la surface fournit la première impression concernant la qualité et donne confiance à l’utilisateur
et au client dans la performance et la fonction du produit. La présence d’une imperfection de surface peut
avoir un impact sur la performance et la fonction réelles.
Les éléments roulants en céramique sont produits en plusieurs grandes étapes, qui peuvent être réalisées
par la même société ou par des sociétés différentes. La production industrielle d’éléments roulants en
céramique, comme tout procédé de fabrication, est sujette à une variabilité en raison des matériaux, des
paramètres du procédé et/ou des étapes de fabrication, qui peuvent conduire à des imperfections sur la
surface. En outre, la manutention des pièces peut aussi induire certaines imperfections sur la surface finie.
Pour l’instant, il n’existe pas de vocabulaire commun et dans l’industrie différents mots sont employés
pour décrire les imperfections de surface des éléments roulants en céramique finis pour les applications de
roulement. Cela conduit à des interprétations différentes et rend difficile toute comparaison objective.
Le présent document a pour but de décrire les imperfections des éléments roulants en céramique finis avant
utilisation. Toutefois, certaines de ces imperfections peuvent aussi être détectées sur des ébauches (avant
usinage) ou après utilisation.
Les imperfections peuvent correspondre à:
— une imperfection du matériau, qui peut constituer un défaut ou non, en fonction de la morphologie de
l’imperfection (forme, taille), de la position sur l’élément roulant et des exigences de l’application; les
limites d’acceptation des imperfections sont définies par les clients et/ou les fournisseurs, en fonction de
l’application;
— une imperfection de surface locale, qui correspond à une irrégularité sur une partie de la surface;
comme pour l’imperfection du matériau, elle peut correspondre ou non à un défaut en fonction des
caractéristiques de cette imperfection et des exigences de l’application;
— un écart d’aspect de surface, qui est un écart par rapport à l’aspect optique du motif de surface ou de la
couleur habituels.
Au moment où le présent document est préparé, le contrôle visuel est la méthode de référence pour identifier
les imperfections de surface, en combinaison ou non avec un contrôle par ressuage (voir l’Annexe A et
l’Annexe B). D’autres méthodes de contrôle non destructif (CND) peuvent aussi être utilisées en complément,
telles que la microscopie acoustique ou thermique, la spectroscopie par résonance ultrasonore ou la
spectroscopie laser, pour ne citer que quelques exemples.
Le contrôle visuel des éléments roulants en céramique est réalisé à l’œil nu ou à un faible grossissement
pour le contrôle de la production en série. L’utilisation d’un microscope électronique à balayage (MEB – voir
l’Annexe C) sert uniquement à préciser le type d’indication identifié en CND, mais n’est pas une méthode
adaptée pour un contrôle de la production en série.
Les méthodes de contrôle et paramètres utilisés pour contrôler l’élément roulant font l'objet d'un accord
entre le client et le fournisseur et ne constituent pas l’objet du présent document.
En ce qui concerne ces contrôles, les éléments roulants en acier sont plus répandus que les éléments roulants
en céramique. Ils ont certaines caractéristiques en commun, mais les méthodes et paramètres de contr
...