Page 82 - 理化检验-物理分册2019年第六期
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王 希, 等: 螺旋伞齿轮表面金属剥落原因分析
１．２ 润滑油分析 １．３ 化学成分分析
对减速箱取油样进行水含量测试, 结果如表 １ 对齿轮 随 机 取 点 进 行 化 学 成 分 分 析, 结 果 见
所示, 测试值在 １．７％~１．９％ , 远超过相关标准要求 表 ２ , 可见齿轮化学成分符合 JISG４０５３－２００８ 对
的 ≤０．０３％ . SCM４１５ 钢成分的要求.
表 １ 润滑油水含量测试结果( 质量分数) １．４ 硬度测度
Tab敭１ Watercontenttestresultsofthelubricatin g 对任意齿轮剖面的心部和表面渗碳层分别进行
oil massfraction ％
维氏硬度检测, 结果见表 ３ .因 JISG４０５３－２００８
标准值
水含量 测试值 １ 测试值 ２ 测试值 ３ 未对硬度值进行规定, 参照齿轮手册国内相同级别
测试 材料的硬度要求, 齿轮硬度符合要求, 但因标准不
１．７ １．６ １．９ ≤０．０３
同, 因此该值仅供参考.
表 ２ 齿轮化学成分分析结果( 质量分数)
Tab敭２ Chemicalcom p ositionanal y sisresultsofthe g ear massfraction ％
项目 C Si Mn P S Cr Ni Cu Mo
实测值 ０．１７ ０．２１ ０．８１ ０．０２１ ０．０２３ １．０７ ０．０２ ０．０１ ０．１７
标准值 ０．１３~０．１８ ０．１５~０．３５ ０．６０~０．８５ ＜０．０３０ ＜０．０３０ ０．９０~１．２０ － － ０．１５~０．３０
表 ３ 齿轮硬度测试结果
Tab敭３ Hardnesstestresultsofthe g ear
项目 测试值 标准值
表面硬度测试值 / HV ７３０ , ７４２ , ７５４ －
表面硬度换算值 / HRC ６１．５ , ６２．０ , ６２．５ ≥５８
心部硬度测试值 / HV ３７５ , ３７５ , ３７２ －
心部硬度换算值 / HRC ３９．５ , ３９．５ , ３９．５ ３５~４７
１．５ 金相检验
在齿轮完好齿部位和发生剥落齿部位各取一块 图 １０ 剥落齿显微组织形貌
试样进行金相检验.完好齿、 剥落齿剖面的显微组 Fi g 敭１０ Microstructuremor p holo gy ofthe p eelin g tooth
织均为回火索氏体 ＋ 少量块状铁素体, 且碳化物分
布不均匀, 如图 ９ 和图 １０ 所示; 齿外轮廓均存在明
显的脱碳、 渗碳现象, 经测量剥落齿表面脱碳层深度
约为 ９６３ μ m , 渗碳层深度约为 ８１６ μ m , 如图 １１ 所
示; 齿轮剥落位置存在多条微裂纹, 且裂纹 方向一
致, 为穿晶扩展, 如图 １２ 所示.
图 １１ 剥落齿表面脱碳层和渗碳层形貌
Fi g 敭１１ Mor p holo gy ofthesurfacedecarburizedla y erand
carburizedla y erofthe p eelin g tooth
轮的化学成分、 显微组织、 硬度等均符合要求, 裂纹
为剥落过程中产生的.
润滑油油样分析结果显示, 润滑油中的水含量
图 ９ 完好齿显微组织形貌 为 １．７％ , 远超过标准要求.水含量超标会使润滑
Fi g 敭９ Microstructuremor p holo gy ofthe g oodtooth 油油膜强度降低, 增大齿轮间的摩擦力, 使齿面在接
触疲劳应力作用下逐步形成坑点 [ ３ ] .润滑油水含量
２ 综合分析
超标还会使润滑油的黏度降低, 润滑油黏度降低使
由上述理化检验结果可知, 该表面金属剥落齿 油膜强度降低、 表面接触应力增大.搅拌器减速箱
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