压铸铝合金变速箱壳体应力热裂分析.pdf

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1、wAug髑．2016№8垂铸FOUNDR造Y佣，．—————————————————————————————————————————————————————一p●^√■-●，■_^√■^●，■-^■{检测技术{■■■■，●_^，●v^，●●、^，-4压铸铝合金变速箱壳体应力热裂分析崔兰芳，李洪，周洪涛(烟台市产品质量监督检验所，国家机动车配件产品质量监督检验中心，山东烟台264003)摘要：针对压铸铝合金汽车变速箱壳体开裂问题，运用失效分析方法，开展了壳体裂纹外观、断口形貌、金相组织及化学成分分析。根据壳体裂纹外观、断口形貌、金相组织及化学成分分析，结合

2、理论知识，分析确定了开裂的主要原因，即壳体开裂为热应力引起的脆性开裂，裂纹萌生均表现出对收缩过程中热应变场和应力场的敏感性，对预防再度发生同种失效现象具有重要的借鉴意义。关键词：压铸铝合金；变速箱壳体；应力热裂中图分类号：TGl46．21文献标识码：B文章编号：1001—4977(2016)08—0795—03FailureAnalysisonStressHotTearingofCastingAluminumAlloyTransmissionBoxCU[Lan-fang，LIHong，ZHOUHong-tao(NationalCenterofQualit

3、ySupervisionandInspectionforAutomobileFittingsofChina，YantaiProductsQualitySupervisionandTestingInstitute，Yantai264003，Shandong，China)Abslraet：Thereasonsoffracturewereanalyzedbymeansofmacroscopicandmicroscopicexamination,microstructure，andchemicalcompositionanalysis．Theresultssho

4、wthatthebrittlefractureswereresultedfromthermalstress．Crackinitiationshowsthesensitivityofthethermalstrainfieldandstressfieldinthecontractingprocess．Keywords：castingaluminumalloy；transmissionbox；stresshottearing近年来，铝合金在汽车工业领域获得越来越广泛的应用，世界各国越来越重视对铝合金材料成形技术特别是压铸技术的研究开发和推广应用㈣。汽车变速箱壳

5、体属于形状复杂的薄壁大尺寸压铸件，是齿轮和轴的支撑框架，使它们能够保持正确位置和准确的啮合，是变速箱的关键零件之一。某公司压力铸造的汽车变速箱壳体毛坯在机械加工后发现大批开裂现象，其材料为铝合金ADCl2，变速箱壳体结构及开裂位置见图1。针对变速箱壳体开裂问题，选取典型开裂件，分别编号为18、24，对其进行失效分析，开展了壳体裂纹外观、断口形貌、金相组织及化学成分分析，找出失效原因，对预防再度发生同种失效现象具有重要的借鉴意义。1理化检验1．1壳体裂纹外观分析壳体开裂位置均在壳体底部，见图1中椭圆位置所示。1*壳体裂纹起源于筋条与固定螺母交界的过渡圆角处

6、，贯穿壳体外壁内、外表面，沿着过渡圆角向外扩展，见图2a、图2b；2境体有两条裂纹，分布于内、外壁，贯穿内、外表面，分别编号为A、B，见图3a、图3b。图1结构及开裂位置Fig1Structureandcrackposition1．2断口微观形貌分析将24壳体裂纹打开，超声清洗后，进行断口微观形貌分析，A裂纹起源于壳体底部凹槽的过渡圆角处(图4椭圆位置所示)，呈人字形花样向外扩展；B裂纹起源于厚薄壁交界的过渡圆角处(图4椭圆位置所示)，呈放射状向外扩展，A、B裂纹均为准解理特征的脆性断裂，见图5。收稿日期：2016-04-07收到初稿，2016-05一1

7、1收到修订稿。作者简介：崔兰芳(1984一)，女，硕士，工程师，主要从事金属材料及金属制品、机械产品的失效分析。E-mail：261372422@qq．cornAug．2016．796．FOUNDRYV01．65No．8——————————————————————————————————————————————————————————————————————一(a)外表面裂纹图21谎体Fig．21。transmissionboxa)外壁裂纹(b)同一位置内表面裂纹图32啧j体Fig．32“transmissionbox1．3金相组织分析在24壳体裂纹附近

8、取样，经5％氢氟酸水溶液侵蚀后进行金相组织分析，见图6、图7，其大部分区域的显微