Page 65 - 理化检验-物理分册2022年第九期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202209013

大模数齿轮齿根表面斑疤缺陷原因

叶明明,潘小静,赵 宜

( 中天钢铁集团有限公司,常州 213011 )
摘 要: 用 50CrMoA 钢生产某大模数齿轮的过程中, 经感应热处理后, 在齿根表面发现明显斑
疤。采用宏观观察、 化学成分分析和金相检验等方法对该齿轮齿根表面斑疤产生的原因进行了分
析。结果表明: 该齿轮感应热处理采用齿廓单齿埋油淬火, 因感应器调整不当或齿形有偏差, 故其
齿侧间隙过小, 导致齿轮表面烧熔并产生局部熔融; 同时, 齿轮表面黏有的淬火油也被烧化, 淬火油
烧化后产生的大量碳元素溶入了表层熔融部位, 冷却后在齿轮齿根区域形成局部高碳的过共晶组
织, 宏观表现为斑疤状的缺陷。

关键词: 大模数齿轮;斑疤;感应淬火;熔融;过共晶组织

中图分类号: TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2022 ) 09-0049-03

Causesofscardefectsonrootsurfaceoflar g emodulus g ear

,
,
YE Min g min g PANXiao j in g ZHAOYi

( ZenithSteelCo. , Ltd. , Chan g zhou213011 , China )

Abstract : Inthe p rocessof p roducin g alar g emodulus g earwith50CrMoAsteel , obviousscarswerefoundon

thetoothrootsurfaceafterinductionheattreatment.Macrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sisand

metallo g ra p hicexaminationwereusedtoanal y zethecausesofsurfacescarsofthe g eartoothroot.Theresultsshow

thattheinduction heattreatmentoftheg ear wasq uenched b ysin g letooth buried oil , duetotheim p ro p er

ad j ustmentoftheinductororthedeviationofthetoothsha p e , sothetoothsideclearancewastoosmall , resultin g in

theburnin goftheg earsurfaceandlocalmeltin g .Atthesametime , theq uenchin goiladheredontheg earsurface

wasalsoburned , alar g eamountofcarbong eneratedb ytheburnin gofq uenchin goildissolvedintothesurface

meltin gp art , aftercoolin g , alocalh yp ereutecticstructurewithhi g hcarbon wasformedattherootoftheg ear

tooth , whichwasmacrosco p icall y characterizedb y scar-sha p eddefects.

Ke y words : lar g emoduleg ear ; scar ; inductionhardenin g ; meltin g ; h yp ereutecticstructure
大模数齿轮常用于矿山、 石油钻井平台、 机车、 → 感应热处理( 齿廓单齿埋油淬火) → 齿面磨削加
钢厂设备等重大装备上, 齿轮需要具有优良的耐磨 工。当对磨削后的齿轮进行磨削烧伤抽检时, 发现
性能、 抗接触疲劳性能和抗弯曲疲劳性能。很多学 齿轮中部分齿根区域表面有明显的亮斑疤。为查明
者对于齿轮失效的模式和原因进行了多方面研究, 齿轮齿根区域表面斑疤产生的原因, 笔者对存在缺
包括组装不良、 过载偏载、 轮齿加工不合理及表面缺 陷的齿轮进行了一系列理化检验与分析。
陷等引起的齿轮断裂、 剥落、 磨损等 [ 1-6 ] , 但对于热处
1 理化检验
理原因导致齿轮失效的研究则较少。
用 50CrMoA 钢生产大模数齿轮, 其生 产工艺 1.1 宏观观察
为: 热轧圆料下料 → 锻造及碾环 → 调质 → 机械加工 失效齿轮表面斑疤的宏观形貌如图 1 所示, 可
见斑疤位于齿宽中部区域的齿根表面, 斑疤形状不

规则, 呈小块、 发白状, 其长度约为 7mm 。
收稿日期: 2022-01-19
作者简介: 叶明明( 1986- ), 男, 本科, 工程师, 主要从事质量体 1.2 化学成分分析
系认证工作
从存在缺陷的齿轮上取样, 采用直读光谱仪对
通信作者: 潘小静, 6733276022@ qq .com
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