高頻爐對(duì)主動(dòng)錐齒輪進(jìn)行熱處理,產(chǎn)生缺陷的原因及其改進(jìn)措施
8t和10t載重汽車后橋主動(dòng)錐齒輪是汽車傳遞動(dòng)力和速度的重要零件,工件料為SAE8822H鋼,采用20CrMnTi鋼代用。它在工作中要承受較大的摩擦力,因此,主動(dòng)錐齒輪一般要求具有高的硬度、耐磨性和使用壽命。通常,我們采用高頻爐來對(duì)主動(dòng)軸齒輪進(jìn)行淬火,但是生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),熱處理后齒輪硬度低,硬化層淺,黑色組織、碳化物和殘留奧氏體超標(biāo),其中黑色組織嚴(yán)重超標(biāo),嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量和正常生產(chǎn),造成部分產(chǎn)品失效報(bào)廢。
主動(dòng)錐齒輪要求表面碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%-1.0%,硬化層深1.5-2.0mm, 工件表面硬度為57-65HRC,心部硬度為30-40HRC,螺紋硬度為28-43HRC,卡槽端硬度≤48HRC,金相組織應(yīng)符合汽車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。
我們通過對(duì)報(bào)廢產(chǎn)品進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)齒輪心部硬度低,表面硬化層深度淺不合格,部分產(chǎn)品碳化物和殘留奧氏體超標(biāo)不合格,表面出現(xiàn)黑色組織嚴(yán)重,達(dá)不到技術(shù)指標(biāo)要求。 分析認(rèn)為,工件心部硬度低和將使齒輪在高疲勞應(yīng)力下(接觸疲勞和彎曲疲勞應(yīng)力)過早磨損剝落失效;黑色組織是淬火托氏體或貝氏體,黑色組織出現(xiàn)使齒輪硬度不足,耐磨性差且存在張應(yīng)力,導(dǎo)致齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度下降,因而常造成工件早期出現(xiàn)疲勞裂紋,使齒根折斷或點(diǎn)蝕磨損失效。
綜上分析,提出工藝改進(jìn)措施如下:
(1)提高淬火冷卻能力,以提高齒輪表面硬度和硬化層深度,采用兩臺(tái)螺旋槳攪拌器裝置強(qiáng)力攪拌循環(huán)淬火油,同時(shí)改換淬火油,采用快速淬火油代替L-AN22全損耗系統(tǒng)用油,使冷卻性能進(jìn)一步提高。
(2)材料淬透性。最優(yōu)措施是選擇滿足技術(shù)性能的高淬透性含Mo元素材,采用20CrMnTi鋼材通過工藝改進(jìn)也可達(dá)到技術(shù)要求。 主動(dòng)錐齒輪作為汽車上重要的傳遞動(dòng)力和速度的零件,其質(zhì)量關(guān)系著整個(gè)車輛的運(yùn)行。
今天,我們簡單分析了主動(dòng)錐齒輪在生產(chǎn)中產(chǎn)生缺陷的原因,又簡單介紹了一些改進(jìn)的工藝措施。希望您能吸取這些教訓(xùn),采用合適的熱處理工藝,生產(chǎn)出高質(zhì)量的主動(dòng)錐齒輪。