斜齒輪早期斷裂的原因分析

1、1斜齒輪早期斷裂的原因分析斜齒輪早期斷裂的原因分析張自國【摘要摘要】對(duì)8m風(fēng)機(jī)滲碳斜齒輪出現(xiàn)成批早期斷齒現(xiàn)象進(jìn)行了研究和分析。分析認(rèn)為：早期斷齒原因是由淬火冷卻不充分，淬火件出油溫度太高，造成回火后齒表層殘留奧氏體和淬火馬氏體組織過多，從而降低了齒部強(qiáng)度所致。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：齒輪馬氏體強(qiáng)度AnalysisAnalysisononEarlyEarlyBreakingBreakingCauseCauseofofBevelBevelGears

2、GearsZhangZiguo（BaodingPropellerFacty，Baodjng072152）【Abstract】【Abstract】Thispaperstudiedanalysedtheearlybreakinginanumberofthedrivengears（carburizedparts）of8mfans.Theanalysispresentthecauseftheearlybreakingofgearsisthatt

3、heinadequatequenchingthehightemperatureofgearsafterquenchingresultingintoomuchretainedaustenitemartensiteonthegearsurfaceaftertemperingthusthestrengthofthegearisreduced.KeyKeywdswds：gear，martensite，strength一批6臺(tái)8m風(fēng)機(jī)減速器中的被

4、動(dòng)斜齒輪，在使用很短的時(shí)間內(nèi)就出現(xiàn)齒部早期斷裂現(xiàn)象，斷裂情況見圖1，失效率達(dá)100％。設(shè)計(jì)規(guī)定壽命＞104h，而使用最短的僅有幾個(gè)小時(shí)，由于齒輪斷裂必須更換整臺(tái)減速器（單臺(tái)價(jià)值數(shù)萬元），損失嚴(yán)重，給化工廠造成停機(jī)的損失更大。因此，必須避免這類問題發(fā)生。圖1被動(dòng)齒輪斷齒照片此產(chǎn)品在我廠是一個(gè)定型產(chǎn)品，已生產(chǎn)了上百臺(tái)，工藝成熟，質(zhì)量3度。按以上實(shí)際情況給出熱處理曲線圖，見圖2。圖2齒輪實(shí)際熱處理工藝曲線根據(jù)20CrMnTi鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線，

5、由于20CrMnTi鋼滲碳后Ms點(diǎn)較低，約150℃，而齒輪淬火后齒部溫度高達(dá)108～152℃，其馬氏體轉(zhuǎn)變量很少或者沒轉(zhuǎn)變。這樣，齒輪在存在大量的殘留奧氏體的情況下就加熱到200℃回火（保溫3.5h）。由于奧氏體的陳化穩(wěn)定現(xiàn)象，會(huì)增加殘留奧氏體的含量。所以這樣熱處理后齒輪表層會(huì)存在大量的淬火馬氏體和殘留奧氏體組織。圖3是齒輪的金相組織，可見表層白色區(qū)域較多。一般認(rèn)為，白色區(qū)域應(yīng)該是殘留奧氏體組織。但對(duì)白色區(qū)域進(jìn)行硬度檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)硬度較高，

6、達(dá)593～644HV。說明白色區(qū)域并不全是殘留奧氏體組織，分析認(rèn)為多數(shù)是淬火馬氏體組織。圖3失效齒輪金相組織據(jù)文獻(xiàn)［1］介紹：淬火馬氏體的強(qiáng)度隨含碳量的增加而降低。當(dāng)含碳量在1％時(shí)，淬火馬氏體的強(qiáng)度σb只有600～700MPa，沖擊值aK＜100kJ／m2。采取不同的工藝對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果見表3。試驗(yàn)說明：20CrMnTi鋼滲碳淬火后強(qiáng)度很低，σb＝525MPa，在120℃油中淬火，180℃回火后的強(qiáng)度（σb＝538MPa）也很低和