重載機車牽引齒輪晶界氧化與碳化物的工藝控制.pdf

1、隨著鐵路機車重載化的發(fā)展，機車牽引齒輪的可靠性和安全性要求隨之提高，需求量也日益增大。牽引齒輪作為重載機車動力傳動系統(tǒng)的核心零部件，受力復雜，工作條件惡劣，安全性和可靠性要求極高。由于我國原材料冶煉工藝的技術水平與先進國家差距很大，給重載機車牽引齒輪的熱處理工藝質(zhì)量控制造成了較大困難，使其長期依賴進口。因此，需加快重載機車牽引齒輪關鍵制造技術的研發(fā)，推進其國產(chǎn)化進程，解決長期進口的現(xiàn)狀，逐步形成規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，推廣在風電、礦山等相關重型齒輪

2、傳動領域的技術應用，使其經(jīng)濟效益擴大化。
　　本論文在國家科技部國際科技合作項目(2010DFB83240)的資助下，以重載機車牽引齒輪的國產(chǎn)化試制為支撐，針對試制過程中齒輪在熱處理工藝中反復出現(xiàn)的晶界氧化(IGO)超標和碳化物超級兩大問題進行研究，分析了兩者對齒輪傳動性能的影響，從熱力學和氧化動力學方面研究了齒輪晶界氧化的形成了機理，結合金相檢驗、能譜掃描得出了晶界氧化產(chǎn)物的化學成分。研究了碳化物的形成機理及碳化物球化機理，找出

3、了相關的工藝控制參數(shù)，結合工藝實驗進行熱處理工藝優(yōu)化，并對優(yōu)化結果進行實驗驗證。論文的主要研究工作如下：
　　①采用BBH型前室預抽真空多用爐對17CrNiMo6重載機車牽引齒輪進行了熱處理工藝實驗，通過金相檢驗，總結得出了實驗反復出現(xiàn)的兩大問題：晶界氧化超標和碳化物超級，并分析了兩者對齒輪傳動性能的影響。
　?、谕ㄟ^相關熱力學和氧化動力學計算闡述了晶界氧化的產(chǎn)生機理，對熱處理試驗中產(chǎn)生晶界氧化的部位取樣進行電鏡掃描和能譜分

4、析，能譜分析結果表明晶界氧化產(chǎn)生的黑色網(wǎng)狀物的主要成分是Cr和O。通過分析Fe、Cr和氧化性氣氛的平衡曲線，找出了影響Cr氧化物生成的滲碳工藝參數(shù)(加熱期的均溫速度，強滲期和擴散期的溫度、碳勢、保溫時間)。
　?、坩槍μ蓟锍墕栴}，對相關金相檢驗結果進行了分析，闡述了碳化物的形成機理，碳化物球化機理及影響碳化物球化的因素，得出了碳化物的工藝控制方法：滲碳后期適當降低碳勢；階梯式滲碳工藝要合理地逐級升溫；盡可能地在Ac1或Acm溫