齒輪滲碳淬火組織粗大的原因

由于齒輪產(chǎn)品的嚙合傳動(dòng)和接觸磨損，因而其表面必須要具有很高的耐磨性；又由于齒輪根部要承受較高的彎曲疲勞載荷，因此其心部還要有較高的韌性，這就需要采用高強(qiáng)度的低碳合金結(jié)構(gòu)鋼進(jìn)行表面滲碳、淬回火處理。齒輪熱處理后金相檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，其表層和心部都有可能出現(xiàn)組織粗大現(xiàn)象。該種粗大組織的存在，對(duì)滲碳層有效硬化層深度的測(cè)定容易引起誤判，因?yàn)榻鹣嘟M織的晶粒越粗大，對(duì)應(yīng)的硬度越低，實(shí)際測(cè)定結(jié)果就會(huì)越不準(zhǔn)確。另外，粗大的組織還會(huì)使熱處理淬火組織應(yīng)力加大，增加淬火變形和開(kāi)裂的傾向，同時(shí)還會(huì)使齒輪產(chǎn)品的強(qiáng)度降低、脆性增大，在正常服役承載過(guò)程中極易造成輪齒崩斷。組織粗大還會(huì)弱化組織的晶間結(jié)合力，易于裂紋源的萌生，降低齒輪的接觸疲勞、彎曲疲勞等強(qiáng)度眭能指標(biāo)，縮短齒輪的使用壽命。根據(jù)檢驗(yàn)記錄統(tǒng)計(jì)分析，出現(xiàn)組織粗大的齒輪產(chǎn)品種類較多，如重型卡車(chē)、箱型貨車(chē)、輕型轎車(chē)中的齒輪產(chǎn)品都有可能存在組織粗大現(xiàn)象，而且組織粗大同樣分布在熱鍛及冷鍛產(chǎn)品中。組織粗大涉及的產(chǎn)品配套公司有通用、福特、克萊斯勒、奔馳、三菱等國(guó)外廠家，以及一汽、二汽、漢德、福田、柳汽、哈飛、慶鈴等國(guó)內(nèi)廠家。由于組織粗大涉及的產(chǎn)品種類較多，面較廣，因而其產(chǎn)生的負(fù)面影響較大。為此，筆者分析了齒輪滲碳、淬火粗大組織的常見(jiàn)形態(tài)特征及形成原因，并對(duì)存在粗大組織的齒輪進(jìn)行了工藝改進(jìn)試驗(yàn)。

    常見(jiàn)粗大組織的形態(tài)特征滲碳、淬回火處理的齒輪產(chǎn)品金相制樣后目測(cè)，

輪齒截面有較多粗亮的黑點(diǎn)，進(jìn)一步金相觀察可見(jiàn)晶粒組織粗大。部分區(qū)域粗大組織很?chē)?yán)重，在表層及心部都有不同形態(tài)的分布，有些試樣滲碳層內(nèi)存

在粗大針狀馬氏體，而且殘余奧氏體含量較高；有些試樣心部為粗大的板條馬氏體。常見(jiàn)齒輪滲碳、淬火粗大組織形態(tài)主要有以下幾種。

(1)第一類粗大組織的分布形態(tài)表現(xiàn)為，滲碳層內(nèi)為粗大針狀馬氏體，馬氏體針長(zhǎng)達(dá)7級(jí)，殘余奧氏體含量達(dá)6級(jí)[3]，馬氏體及殘余奧氏體級(jí)別超標(biāo)不合格。
(2)第二類粗大組織的分布形態(tài)表現(xiàn)為，表層滲碳層內(nèi)晶粒較細(xì)，組織正常，經(jīng)評(píng)定馬氏體及殘余奧氏體級(jí)別均為3級(jí)。
(3)第三類粗大組織的分布形態(tài)表現(xiàn)為，從輪齒表面至心部，全部出現(xiàn)粗大組織。表面滲碳層內(nèi)的高碳區(qū)為粗大的針狀馬氏體，馬氏體針長(zhǎng)達(dá)7級(jí)以上，殘余奧氏體含量為6級(jí)。