某齿轮轴是齿轮箱机构的主要零件,,,,工件质料为20CrMnMo钢。。。。工件尺寸:齿顶圆直径为巾175mm,,,,齿轮轴长400mm,,,,模数为9mm,,,,齿数为16。。。。工件加工流程为:铸造一920℃正火一机加工一920℃渗碳一机加工一860℃盐浴加热淬油一170℃回火一机加工。。。。工件热处置惩罚后齿面硬度为59 -60HRC,,,,心部硬度为32--3HRC,,,, 渗碳层深度为1. 50 - 1. 60mm。。。。生产中发明,,,,齿轮轴使用8 个月后,,,,泛起严重齿面剥落、网状裂纹和塑性变形压痕缺陷早期失效。。。。齿轮轴宏观磨练发明,,,,7个相邻齿上泛起大块沟状剥落、网状裂纹和塑性变形痕,,,,且网状裂纹泛起脱落迹象,,,,齿面上 泛起多条磨齿裂纹;;;;其他齿在1/5齿面处泛起上述同样缺陷损坏;;;;磨齿裂纹两侧出网状裂纹,,,,剥落主要由磨齿裂纹引起,,,,面剥落处磨齿处裂纹众多,,,,其他齿面裂冀较少;;;;剥落齿横截面表皮下可见裂纹漫衍,,,,裂纹与齿面基本平行并延伸至齿面。。。。金相磨练发明,,,,剥落齿面自外貌至深0.5mm处泛起多处沿晶裂纹,,,,该处组织为马氏体+碳化物+体积分数约15%的残留奥氏体,,,,有时发明下贝氏体组织;;;;该处往里,,,,泛起大宗残留奥氏体,,,,体积分数约为40%左右。。。。视察发明,,,,泛起剥落齿面部位马氏体针粗大,,,,并且残留奥氏体量比正常组织显著增多。。。。这批注齿轮剥落处加热温度过高,,,,加热中工件泛起局部过热,,,,过热部位正好是齿轮剥落失效部位。。。。
剖析以为,,,,齿轮轴淬火加热中泛起过热征象,,,,淬火后该处爆发粗大马氏体针和大宗残留奥氏体,,,,在磨齿时爆发的热应力促使残留奥氏体转变为马氏体,,,,转变中的相变应力使齿面泛起磨齿裂纹或在渗碳层内爆发沿晶裂纹缺陷。。。。齿轮轴运转时,,,,在交变接触应力作用下裂纹扩展延伸,,,,在磨齿裂纹双方泛起新裂纹,,,,从而形成网状裂纹,,,,并生长造成硬化层剥落;;;;别的,,,,渗碳层内裂纹在内、外应力作用下裂纹扩展并且数目增多,,,,增进硬化层爆发剥落损坏。。。。
从齿轮轴热处置惩罚加热方法剖析工件缺陷失效特点与缘故原由。。。。齿轮轴一端朝下加热,,,,靠近炉底部炉温过高,,,,使下部齿轮轴加热温度偏高,,,,这是由于炉底残渣较多造成的。。。。剖析后选用高频退火炉淬火,,,,齿轮轴加热中,,,,因工件尺寸大,,,,但也不会造成齿轮加工时间长过热。。。。
为避免齿轮轴缺陷失效,,,,避免步伐如下:
(1)工件严酷按高频退火炉热处置惩罚工艺规范操作,,,,避免工件泛起过热过烧缺陷。。。。
(2)在盐浴加热中,,,,避免工件离电极位置太近,,,,以包管工件加热温度匀称一致。。。。
(3)盐炉加热生产中应按期捞渣、整理炉底,,,,避免因炉渣群集或炉渣过多使炉底温度偏高,,,,以及炉渣对工件的侵蚀破损作用。。。。