新闻中心
技术分享

经过高频炉热处理后传动齿轮或有哪些缺点?改进的措施有哪些?

文章来源:郑州高氏 发布时间:2020/04/07 浏览量:721次 分享到:

某减速器齿轮经高频炉加热处理,表面硬度为61-63HRC。生产中发现,有8齿牙发生断裂,造成减速器报废。

宏观检验发现,8根断齿均为距牙顶4mm左右的节圆滑动区处断裂,沿该处法向扩展,呈半椭圆裂纹形貌,出现快断区和剪切唇。从断口形貌可见到宏观二次裂纹出现。金相观察发现,齿轮表面组织以隐晶马氏体为主,有白亮薄层,之后为黑白相间的带状组织,黑色条带为托氏体,白色区域为细马氏体组织;高频炉热处理后齿轮心部为马氏体组织,马氏体针较粗大。齿面损伤观察发现,齿面麻点分布均匀,负面麻点更多;断口齿面存在凹坑,凹坑中金属流线和摩擦力方向相同。能谱测试麻点处含钙较高,同时凹坑附近有许多垂直于摩擦方向的微裂纹,裂纹深度约0.1 -0.5um。断口中半椭圆裂纹呈细瓷状形貌,经扫描电镜观察为剪切型韧窝,大小约40um;呈鱼鳞片状花纹形貌,具有接触疲劳断口特征,透射电镜观察断口区域,该区域为高密度位错区域,高密度位错缠结并在板条马氏体和孪晶马氏体中出现,快断区显示韧窝与准解理混合型断裂,其剪切唇多为韧窝,厚度与齿面硬化层相仿。

分析认为,该齿轮损伤破坏有两种方式。一种是在交变接触应力作用下造成次表层出现麻点剥落;另一种是齿轮啮合部位出现严重擦伤缺陷,摩擦中产生塑性变形和摩擦热使该区域温度升高,使材料发生相变形成白亮层,次表层发生高频炉加热形成加热托氏体。白亮层是硬而脆的组织,易开裂,而次表层托氏体强度低,不均匀组织使材料接触疲劳抗力降低,在齿面出现擦伤裂纹可沿麻点底部扩展延伸。齿轮啮合时,经一段摩擦磨合后,摩擦副呈现薄膜润滑或直接干摩擦,造成啮合面严重擦伤,如出现过载易产生齿牙折断。摩擦中高频炉加热导致油温升高至65 -75℃,如冷却不当,油温将更高使油粘度下降油质恶化导致油膜破裂,形成无油膜干摩擦磨损使擦伤恶化,易导致齿牙早期接触疲劳损伤,其抗过载抗冲击能力下降,当齿轮运行中出现冲击载荷过载应力时引发齿牙折断。

为防止齿轮齿牙擦伤磨损断裂失效,提出改进高频炉热处理措施如下:(1)采用专用优质润滑油润滑,防止齿轮副啮合出现润滑恶化或于摩擦引发擦伤磨损缺陷。(2)定期更换润滑油液,防止旧油老化变质使润滑恶化或失效,可半年或运行2500h更换一次旧油液。(3)更换旧油应彻底清除机身底部沉积物和残渣污物等,以避免污染或以避免污染新油或与新油发生化学作用使油品质下降。另外,添新油时增加适量高质量的极压添加剂,提高油的抗擦伤性能,使齿轮副运行啮合行啮合良好、平稳,延长工件使用寿命。

打印本页】 【关闭窗口】 【返回顶部