22CrMoH钢齿轮淬火畸变与开裂原因分析及对策

rockston

摘
$ X6 S6 U4 ~3 R要:通过金相检验和扫描电镜等检测手段对齿轮淬火畸变与开裂进行了分析。结果表明,齿轮材料中带状组织严重偏析和金相组织不均匀是导致齿轮产生淬火畸变与开裂的主要原因。同时,主动齿轮材料中渗入的氢加速

了裂纹的扩展。

关键词:22CrMoH钢;齿轮;淬火畸变;开裂;带状组织

$ {! o$ `/ f% j3 }5 S

“解放”牌7t载货汽车后桥主、从动圆锥齿轮经渗碳、淬火、回火和抛丸清理后,在交检过程中发现有几十件(占总数2%)主动齿轮沿轴向产生贯穿性裂纹;同时有部分从动齿轮因热处理淬火畸变超差达不到产品技术要求,虽经采取措施进行返修处理,仍有部分(占总数1%)从动齿轮因淬火畸变严重超差而报废。这些问题的出现给企业正常生产造成了很大困难,为此,工厂组织有关人员对此批齿轮产生报废原因做了全面分析,并做出整改措施。

1　齿轮技术要求与原热处理工艺

1.1　齿轮材料

采用国产22CrMoH钢,材料化学成分要求执行GB/T5216—2004《保证淬透性结构钢》标准,其主要化学成分(质量分数,%)为:0.19～0.25C、0.55～0.90Mn、0.17～0.37Si、0.85～1125Cr、0.35～0.45Mo、≤0.030P、≤0.030S。

1.2　产品技术要求

要求齿轮渗碳有效硬化层深1.7～2.1mm;碳化物1～5级,马氏体、残留奥氏体1～5级,齿轮表面与心部硬度分别为(60～64)HRC和(35～40)HRC,检验按QC/T262—1999《汽车渗碳齿轮金相检验》标准规定执行。带状组织检验执行长春一汽A08M-10.1—2002《结构钢带状偏析组织金相检验》标准,1～3级为合格。

1.3　热处理工艺与设备

齿轮渗碳淬火、回火设备采用连续式气体渗碳炉。其热处理工艺路线为(60～70)℃清洗除油→(450～500)℃预处理→(880～900)℃预热(1区)→(920～925)℃预渗碳(2区)→(925～930)℃渗碳(3区)→(890～910)℃扩散(4区) →(840～850)℃预冷淬火(从动齿轮为(860～880)℃压床淬火,淬火油温为90℃)(5区) →(60～70)℃清洗→180℃×6h回火→30min抛丸清理→交检。

2　检验方法与结果

2.1　宏观检查

主动齿轮的裂纹起源于花键根部应力集中处,沿轴向贯穿整个轴径圆柱体。部分严重主动齿轮裂纹还贯穿齿根与齿顶处,见图1。