齿轮轴齿根部裂纹产生原因分析.pdf

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1、2012NO．6重型机械·81··故障诊断·齿轮轴齿根部裂纹产生原因分析王洪如(江苏省产品质量监督检验研究院，江苏南京210007)摘要：某公司生产的齿轮轴齿根部产生裂纹，被怀疑是锻坯质量所致。江苏省产品质量监督检验研究院对齿轮轴齿根部裂纹的进行检验分析。结果表明：裂纹均位于齿根部R角处，呈断续状由外向内发展，裂纹两侧边缘无氧化脱碳现象；在齿轮轴的次表层区域的组织中有部分魏氏组织特征，而心部组织中无魏氏组织存在，表明该齿轮轴齿根部裂纹产生的原因是热处理工艺不当。关键词：齿轮轴；裂纹；魏氏组织；热处理中图分类号：TG157文献标识码：A文章编号：1001—196X(

2、2012)06—0081—04AnalysisofcrackformationattoothrootofgearshaftWANGHong一131(JiangsuProvincialSupervising＆TestingResearchInstituteforProductsQuality，Nanjing210007，China)Abstract：Sincesoncracksoecu~edatthetoothrootofthegearshaftmadebyacertaincompanyandtheywereundersuspicionofbeingthestock

3、forgingquaulity，thecrackformationattoothrootofthegearshaftwasanalyzedbyJiangsuProvincialSupervising&TestingResearchInstituteforProductsQuality．Theanalysisre-sultshowsthatthecracksformedattheRcornerofthetoothrootarediscontinuouslypropagatedinward，thereisnooxidationordecarburizationbesi

4、dethecracks，butthereisWidmannstattenstructureinthesubsurface，andthereisnoWidmannstattenstructureatthecenterofthegearshaft．Theconclusionisthatthecrackforma—tionisduetotheimpropersubsequentheattreatment．Keywords：gearshaft；crack；Widmannstattenstructure；heattreatment观察到有裂纹存在，裂纹大多在同一侧齿根部，U

5、日IJ舌呈断续状分布，裂纹开口较小，长约200～300某减速机制造企业生产的大型减速机的齿轮mm，如图2所示。从齿根部的横截面观察，可轴，图纸上标明该齿轮轴锻坯的材料牌号为以看到裂纹的最深处约15IBm，如图3所示。在42CrMo，在齿根部发现有裂纹产生造成齿轮轴齿轮轴的啮合面未发现有明显碾压痕迹，也未发失效。该齿轮轴根部裂纹被怀疑是锻坯质量所现该齿轮轴存在过载运行的宏观特征。致，江苏省产品质量监督检验研究院对该齿轮轴裂纹进行检验，并分析了裂纹的产生原因是热处理引起的。1理化检验1．1宏观分析齿轮轴外观如图1所示。在齿轮轴的齿根部收稿日期：2012—06—05；修

6、订日期：2012—06—29图1齿轮轴外观作者简介：王洪如(1957一)，男，江苏省产品质量监督检验研Fig．1Pictureofgearshaft究院质量鉴定中心，高级工程师。·84·重型机械表明该齿轮轴存在热处理工艺不当。2综合分析由扫描电镜显微分析可知，裂纹起始区的微分析可以看出，齿轮轴的化学成分符合观形貌主要表现为沿晶断裂特征，而裂纹扩展区42CrMo钢的技术要求。该齿轮轴的强度和塑性的形貌则以解理断裂为主，局部有二次裂纹、少性能指标也均符合42CrMo钢调质处理后的技术量韧窝和准解理花样，排除了应力腐蚀、腐蚀疲要求。表层和心部基体的硬度值也符合图纸中的劳

7、以及疲劳断裂的可能性。技术要求。3结论从宏观分析可知，齿轮轴的齿部未发现过载运行的特征，裂纹均位于齿根部角处，裂纹裂纹均位于齿根部R角处，呈断续状由外开口较小，且呈断续状分布。从其断口上裂纹扩向内发展，裂纹两侧边缘无氧化脱碳现象；在齿展条纹的方向可以判断裂纹起始于齿根部的表轮轴的次表层区域的组织中有部分魏氏组织特面，且断LI无明显塑性变形特征。而由金相分析征，而心部组织中无魏氏组织存在，表明该齿轮可知，裂纹也是起始于齿根部的R角处，呈断轴齿根部出现的裂纹是齿轮加工过程中的热处理续状由外向内发展，裂纹两侧边缘无氧化脱碳现工艺不当造成的。象，排除了锻造裂纹的可能性。同

8、时，裂纹参