Page 85 - 理化检验-物理分册2021年第七期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202107016

轧钢机渗碳淬火齿轮磨削裂纹产生原因及预防措施

许鸿翔,张 衡,郭文仪,卢金生

( 郑州机械研究所有限公司,郑州 450001 )
摘 要: 为找到轧钢机齿轮在生产中磨削后齿面出现裂纹缺陷的原因, 对轧钢机渗碳淬火齿轮
进行了宏观分析、 化学成分分析、 硬度测试及金相检验等。结果表明: 磨齿工艺不当导致齿轮最表
层形成未经回火的二次淬火隐晶马氏体, 硬度高且脆性大, 渗碳层最终形成高 - 低 - 高的典型磨削淬
火烧伤硬度分布特征, 当齿轮磨削表面产生的热应力、 拉应力和组织应力大于齿轮表面的断裂强度
时将在此处产生裂纹。可通过控制渗碳淬火后的马氏体为隐晶状或细针状, 控制残余奥氏体含量
面积分数在 20% 以内、 表面碳含量质量分数为 0.7%~0.9% , 以及选择合理的回火温度、 回火时间
和磨齿工艺等措施来防止磨齿裂纹的产生。

关键词: 渗碳淬火齿轮;磨削裂纹;二次淬火隐晶马氏体;裂纹

中图分类号: TG156.8 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 07-0069-04

CausesandPreventiveMeasuresofGrindin gCracksofCarburizedand

Q uenchedGearofRollin gMill

XUHon g xian g ZHANGHen g GUO Wen y i , LUJinshen g
,
,

( Zhen g zhouResearchInstituteofMechanicalEn g ineerin gCo. , Ltd. , Zhen g zhou450001 , China )

Abstract : Inordertofindoutthecausesofcracksonthe g earsurfaceofrollin gmillafter g rindin g inp roduction ,

macroanal y sis , chemicalcom p ositionanal y sis , hardnesstestand metallo g ra p hicexamination werecarriedoutonthe

carburizedandq uenchedg earofrollin gmill.Theresultsshowthattheim p ro p er g rindin gp rocessledtotheformationof

secondar yq uenchedcr yp tocr y stallinemartensitewithouttem p erin gonthesurfacela y erofg ear , withhi g hhardnessand

brittleness , andthecarburizedla y erfinall yformedhi g h-low-hi g ht yp icalhardnessdistributioncharacteristicsofg rindin g

q uenchin gburn.Whenthethermalstress , tensilestressandmicrostructuralstressontheg roundsurfaceareg reaterthan

thefracturestren g thoftheg earsurface , crackswilla pp earhere.Theg enerationofg rindin gcrackcanbep reventedb y

controllin g the martensiteaftercarburizin gandq uenchin gtobecr yp tocr y stallineorfineacicular , controllin gthearea

fractionofretainedaustenitecontenttobelessthan20% , thesurfacecarboncontenttobe0.7%~0.9% , andselectin g

reasonabletem p erin g tem p erature , tem p erin g timeandg rindin gp rocess.

Ke y words : carburizedandq uenchedg ear ; g rindin gburn ; secondar yq uenchedcr yp tocr y stallinemartensite ;
crack
齿轮是机械产品的重要基础零部件, 磨齿是齿 高精度控制是企业生产追求的目标。磨削加工中,
轮加工的一种精加工工艺, 磨齿不仅能修正齿轮预 磨削热中的 60%~95% 的热量瞬时直接传给工件,
加工产生的各项误差, 而且能显著提高齿轮箱的整 这些热量聚集在表层形成局部高温, 超过临界值时
体精度。随着对齿轮精密化要求越来越高, 高效率、 就会造成热损伤 [ 1 ] 。热处理时如造成如组织中有粗
大网状或条块状碳化物、 残余奥氏体含量高、 表面碳
含量过高且波动较大、 畸变较大 等, 或在磨削加
收稿日期: 2020-12-07 [ 2-5 ]
作者简介: 许鸿翔( 1979- ), 男, 高级工程师, 主要从事热处理工
工时因砂轮种类、 砂轮硬度及粒度、 进给量、 冲程速
艺及装备的研究工作, 13838005005@163.com
通信作者: 张 衡( 1987- ), 男, 工程师, 主要从事离子渗氮及渗 度、 冷却条件 [ 6-7 ] 等选取不合理, 均会增大磨削裂纹
碳淬火热处理工艺的研究工作, 15036186718@163.com 的敏感性。
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