Page 105 - 理化检验-化学分册2017第八期

苏 乐, 等: 采煤机二轴齿轮片状剥落与断齿原因分析

图 ６ 齿轮剥落齿面节圆处磨削淬火层形貌 图 ９ 二次淬火区与剥落区的关系示意图
Fi g 敭６ Mor p holo gy ofthe g rindin ghardenedla y erofthes p allin g Fi g 敭９ Schematicdia g ramoftherelationshi pbetweenthe
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图 １０ 齿轮未剥落齿面渗碳层显微组织形貌
图 ７ 齿轮剥落齿面靠近齿顶磨削淬火层形貌
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ofthes p allin gg eartoothsurfaceneartheto p

图 １１ 齿轮心部显微组织形貌
图 ８ 齿轮剥落齿面靠近齿根磨削淬火层形貌
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削淬火层显微组织是未回火的针状马氏体及少量残
ofthes p allin gg eartoothsurfaceclosetotheroot
余奥氏体 [ １ ] , 其硬度高( ６９１ HV ), 脆性大, 在齿轮啮
淬火层的表面存在磨削微裂纹, 如图９所示.由图１０
合承载下极易产生微裂纹, 次表层为再回火层, 硬度
可见, 未剥落齿面未发现磨削淬火层与再次回火层以
( ５３２HV ) 降低, 承载力下降, 进一步加剧了齿面的片
及磨削微裂纹.由图 ４ 和图 １１ 可见: 齿轮心部硬度
状剥落速率.因此, 齿轮齿面存在磨削淬火层与再次
为 ４１．０~４２．０ HRC , 满 足 技 术 要 求 的 ３８．０~
回火层是其产生片状剥落的根本原因.
４２．０HRC ; 齿轮心部显微组织为回火板条马氏体. ２．２ 齿面有效硬化层深度对片状剥落的影响

２ 分析与讨论 齿轮齿面接触应力的峰值随曲率半径的增大逐
渐移至深处, 同样齿面剪切应力的峰值也会随曲率
２．１ 齿面显微组织对片状剥落的影响 半径 的 增 大 从 表 面 逐 渐 向 内 移 动, 见 图 １２ 和
由金相检验结果可知: 未剥落齿面未发现磨削淬 图 １３ .齿轮属线接触传动, 两圆柱体接触沿z 轴
[ ２ ]
火层与再次回火层; 片状剥落齿面存在磨削淬火层与 方向产生两种剪切应力: 其中沿中心线呈 ４５° 的应
再次回火层, 从齿面节圆向齿顶或齿根, 磨削淬火层 力逐渐减小且沿z 轴的深度为 ０．７８６ b ( b 为接触宽
厚度逐渐变薄, 片状剥落区均分布在磨削淬火区; 磨 度一半); 另一剪切应力与滚动方向平行, 其沿z 轴
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