主动圆柱齿轮与从动圆柱齿轮磨损分析.pdf

第31卷第6期
热处理技术与装备
2010年12月
RFCHULI JISHU YU ZHUANGBET
,2010
性能研究?
主动圆柱齿轮与从动圆柱齿轮黁损分析
杨锴
东风汽车有限公司刃量具厂技术开发部,湖北十42002)
摘要:通过光学显微镜,维氏硬度计,洛氏硬度计对磨损的20 Crmntiht材质的主动圆柱齿轮和从
动圆柱齿轮分别进行了微观组织、安观表面磨损形貌、表面硬度的分析。结果表明磨损的主要原因
为润滑不良引起过回火导致表面硬度降低。圆柱齿轮的装配过翟也存在问题。
关键词;宏观形貌;圆柱齿轮;磨损
中图分类号:TC113.25文献标识码:B文章编号:1673-4971(2010)06-0041-03
Abrasion Analysis of Driving Cylindrical Gear and Driven Cylindrical Gear
YANG Kai
(Technology Center of Cutter Gauge Plant of Dong Feng Motor Co, Ltd. Shiyan Hubei 442002, China)
Abstract Microstructure, the macro morphology of surface wear, surface hardness of driving cylindrical
gear and driven cylindrical gear made of 20CMTIH steel are analyzed by optical microscopy, vickers
and rockwell hardness respectively. The results show that the main reason for wear and tear due to poor u-
brication aroused over-empere led o reduced surface hardness. The assembling process of the cylindrical
is also problematic
Key words: macro morphology; cylindrical gear; wear
前言
求。为此我厂对该两种失效件进行了检测分析,看
我厂为某主机厂生产中桥主动圆柱齿轮与从动是否是自身原因引起。
圆柱齿轮,并已经批量供货。而2010年5月份销售
部门反映一用户在购买新车后仅运行了六七千公里
宏观断口分析
就已经更换过变速器一轴和发动机总成等大件,为
失效零件主动圆柱齿轮与从动圆柱齿轮从损坏
此用户提出抱怨。该主机厂对更换下来的中桥减速的箱体中拆解获得,两齿轮啮合部位有将近一半齿
器及锥齿轮差速器总成进行拆卸后检査,发现中桥的齿面呈现过度磨损迹象,齿面存在一面严重磨损,
主动圆柱齿轮与从动圆柱齿轮各自有半面的严重啃一面完好的现象,磨损的齿面有大量的材料遗失。
齿现象。而拆卸检查之前检査该中桥减速器及锥齿齿轮大部分表面已经出现回火色,齿根部位堆积遗
轮差速器总成中各啮合间隙均属于正常且轴承无ー失材料和润滑油碳化产物,端部已产生塑性变形。
损坏,观察两工件磨损齿面好象是热处理不足造成失效齿轮的形态如图1所示:
的。分析认为可能是中桥主,从动圆柱齿轮热处理
质量因素导致。由于这两种齿轮上刻有我厂供应商2化学成分分析
代码,且由我厂自行热处理,因此对我厂提出索赔要
主动圆柱齿轮与从动圆柱齿轮均由毛坯供应商
收稿日期:2010-06-05
作者筒介:杨错(1980-),男,工程师,主要从事刀量具及高速钢盐浴热处理工艺技术及多用炉渗碳溶火工艺技术研究及应用工作。
联系电话:13971922180;E- mail: yangkaig94@ 2 sohu,com
万方数据
热处理技术与装备
第31卷
性变形.以上现象分析表明齿轮在啮合过程中齿面
软化导致严重磨损过程。现从失效齿部位和内花健
齿部位各线切割取样进行金相检验。检验结果如
下:有效硬化层深:DC=1.304m(内花键齿)(由于
齿轮啮合面已经软化,以硬度法做有效硬化层深度
的测量,不能从失效齿啮合处测量),表面硬度:大齿
齿顶53.5HRC,内花键齿顶60.5HRC,心部硬度
正面齿磨
损严重
33.5HRC,残余奥氏体:大齿节圆处≤1级(见图
背面齿完好
2),内花键节圆处2~3级(见图3),尖角碳化物:大齿
尖角处1级(见图4),内花键尖角处1级(见图5)。
图1圆柱齿轮的表面形貌
Fig. I Surface macro morphology of the cylindrical gears
5分析
有效硬化层深度由于齿面部位软化严重,选择
采用20 Crmn(liel2棒料模锻成型。化学成分(质量分内花键部位检验有效硬化层深度和表面硬度,检验
数%)满足合金结枃钢材料标准 Q/DFLCM1431-结果表明齿面已经软化;从软化程度可推断齿面在
2007中20 CRMNTIH的成分要求,即:C:0.18-0.23;磨损过程中,箱体内齿轮啮合附近经历了约350
Si:0.17~0.37;Mn:0.80-1.25;P:≤0.03;S:≤400℃的高温,齿轮大部分表面已呈现出回火色,而
0.035;Cr:1-1.45;Cu:≤0.20;11:0.02~0.07
20 CRMNTIH2为东风公司企业标准Q/ DFLCM1431
2007中控制淬透性的材料牌号,其淬透性需要满足
J=35~41HRC,J1s=28~37HRC。经过查证,毛
坯供应商采购材料为西宁特殊钢股份有限公司生
产,产品质量证明书齐全。
3产品技术要求
主动圆柱齿轮与从动圆柱齿轮渗碳溶火技术要
求为:有效硬化层深:DC=1.00~1.40mm(有效硬
005mm
化层深验收标准按照国家标准在550HⅣ处验收),
表面硬度:58~64HRC,心部硬度:30-40HRC,残
图2齿尖处残余奥氏体
余奥氏体:1~5级,尖角碳化物:1-5级.这两种产
Fig. 2 Residual austenite in tooth tip
品在我厂丰东UBE-1000型渗碳淬火炉中热处理,
具体工艺为:进料一升温至950℃,1.5%Cp下强渗
4h-950℃,0.85%Cp下扩散1h→保持0.85%Cp
下降温至880℃,并均温30min后淬火。淬火介质
为常州迪康油品公司生产的光亮淬火油,淬火油温
为70℃。沥完油出炉冷却到室温,清洗烘干后人回
火炉在180℃下回火3,5h。
切检验
由于宏观检验中观测到两齿轮啮合部位有将近
005mm
一半齿的齿面呈现过度磨损迹象,齿面有大量的材
料遗失。齿轮大部分表面已经出现回火色,齿根部
图3内花键处戏余奥氏体
位雄积遗失材料和润滑油碳化产物,端部已产生塑
Fig 3 Residual austenite in interaal spline
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