做家：郝丰林，宋东野
单元：江苏双环齿轮有限公司
起源：《金属加工（热加工）》杂志
齿轮办事前提繁杂，在不同办事前提下利用，齿轮造成做废的特性是不同的。齿轮在运行历程中，在齿根造成盘曲应力；在齿面造成来往应力；齿面间的相对滑动争持而造成磨损。偶然齿轮由于装配或策画的题目，齿侧空隙过大，在啮合历程中造成攻击。齿轮由于盘曲力矩而造成齿的变形和折断；由于来往应力造成表面委顿剥落和由于争持影响造成磨损，进而造成齿轮做废。不同的材料、加工工艺、利用处所，有不同的做废形态。关于齿轮做废主假如表面来往委顿做废，分为：麻点委顿剥落、浅层委顿剥落、强硬层剥落三种形态；齿轮盘曲断齿分为：委顿断齿、过载断齿。齿轮磨损做废分为：磨粒磨损、侵蚀磨损、胶合磨损、齿端攻击磨损；齿面塑性变形做废分为：塑性变形、压痕、塑变折皱。据关系文件材料统计，35年中的个齿轮毁坏实例，做废比例以下：委顿断齿占32.8%；过载断齿占19.5%；轮齿破裂占4.3%；轮毂扯破占4.6%；表面委顿占20.3%；表面磨损占13.2%；齿面塑性变形占5.3%。在利用历程中由于选材、加工工艺、热处置题目或装配题目造成做废，本文针对这方面的形态举行一一解析。热处置后心部硬度或高或低搜查由于变形请求老成，为了消沉心部硬度，缩小花键、齿轮变形而消沉冷却成果，变形抵达请求但齿根部位非马氏体连片，齿轮在利用历程中造成从齿根断裂。或由于选材失当造成齿轮热处置后心部硬渡太高，造成攻击韧度消沉，从节圆处断裂。改正举措：1）关于花键请求老成，能够采取热处置后硬拉，抵达尺寸及格请求。2）关于心部硬渡太高，能够抉择适宜的材料或调换冷速和缓的淬煤油。3）关于非马氏体超目标齿轮举行强力喷丸。表面结构不良搜查主假如指齿根呈现晶间氧化及非马氏体、碳化物不良、残留奥氏体超差等。关于齿根呈现晶间氧化及非马氏体紧要因为是抉择的材料淬透性太差、采用的淬煤油不适宜、装夹失当、热处置前洗濯不良、利用的淬火冷却介质杂质太多等。对碳化物及残留奥氏体超差主假如热处置工艺失当。改正举措：1）抉择适宜淬透性的材料。2）采用冷速适宜的淬煤油。3）利用专用热处置工装。4）利用有机洗濯剂。5）利用及格的淬火冷却介质。6）优化热处置工艺。7）关于非马氏体超目标齿轮举行强力喷丸。齿轮热处置后磨齿搜查由于热处置不良，含有过量的残留奥氏体、碳化物；采用的砂轮型号不适宜，冷却不充足，磨削参数不正当，使齿轮在磨削历程中造成磨削烧伤乃至磨削淬火；或齿轮由于变形造成磨削量不平匀、齿部强硬层不均，或磨齿的历程中磨削齿根。由于以上因为造成齿轮在利用历程中做废，如图1所示。改正举措：1）优化热处置工艺。2）优化结构。3）缩小变形。4）按照配置厂家的提议抉择适宜的砂轮、适宜的加工参数，磨削历程关于齿轮举行烧伤探测。关于齿根呈现磨削的添强化力喷丸。图1磨齿的做废
渗碳淬火后心部结构粗壮搜查关于冷锻齿轮、温锻齿轮、冷拉料等，正火后没有发掘结构弊病，渗碳淬火后结构特为是心部结构粗壮（见图2），在利用历程中造成做废。图2心部结构粗壮
改正举措：1）关于有加工余量的能够采取~℃高温正火。2）关于一次正火不及格的材料举行二次正火。3）关于表面不许氧化脱碳的工件能够采取两头抽真空的棍棒式等温正火炉。4）关于利用渗碳淬火炉的工序添加中冷工艺，云云能够对一次正火不及格但没有被发掘的工件，采取中冷淬火工艺来保证结构及格。齿轮轴类件卡簧槽加工弊病搜查齿轮轴类零件策画有卡簧槽，由于利用的刀具不是成形刀，造成卡簧槽加工弊病；或轴类零件渗碳淬火后变形太大，在渗碳淬火后校直压伤，利用历程中造成断裂，如图3、图4所示。图3轴类件
图4断裂宏观状貌
改正举措：1）利用成形刀具加工，或关于卡簧槽涂防渗剂。2）利用带有裂纹探测仪的校直配置。罗纹齿轴类脆性断裂搜查齿轴类产物端部或中央有罗纹，渗碳历程中没有防渗，或防渗达不到客户图样请求，须要添加感觉退火或盐浴退火。由于退火工艺失当造成罗纹二次强硬，在利用历程中造成脆性断裂（见图5）。图5罗纹齿轴类脆性断裂
改正办法：罗纹采取感觉退火，罗纹退火后放到耐火石棉中缓冷。推迟裂纹和焊接裂纹搜查有些齿轮与齿轴，热处置后经过花键分离在一同，或采取必然的过盈量，或焊接在一同传播扭矩。由于齿轮壁薄或过盈量太大造成推迟裂纹，焊接时由于焊接工艺失当或焊接部位碳层没有绝对去除，造成焊接裂纹，在利用历程中造成初期做废。改正办法：1）对内花键或内孔采用维护办法，内孔涂防渗剂，加梗塞消沉内孔和内花键的碳层或表面硬度，来提升内孔或内花键的韧性，避让推迟裂纹。2）焊接件需在焊接部位涂防渗剂或加大余量避让焊接部位渗碳，采用焊前预热、焊后缓冷的工艺。变形太大以致部分来往搜查齿轮热处置后由于变形太大，精度降落太多，使齿轮在运行历程中齿部部分来往，造成做废。改正办法：1）关于大的盘类零件采用压淬的办法，保证齿轮精度。2）关于轴类件中一些齿对比宽的工件采用热处置后磨齿，提升齿轮来往精度。弧齿锥齿轮做废搜查弧齿锥齿轮热处置后由于变形太大，齿轮精度品级消沉，在利用历程中部分应力太高造成断齿。或在配对研磨历程中由于采用的研磨砂、研磨工艺不适宜，造成工件研磨烧伤，齿轮表面硬度、耐磨性消沉，齿轮在利用历程中造成初期磨损做废。9.1弧齿锥齿轮磨损（1）弧齿锥齿轮轻度磨损如图6所示，特性为啮合齿面刀纹磨平，轮齿表面特别光滑，有磨损涟漪。齿根处不造成台阶，齿厚没有显然改变。图6轻度磨损
造成因为：由于利用失当而造成的毁坏。1）光滑油黏度差，进而造成光滑油膜厚度不够。2）使历时严峻超载。3）装配失当，如积极齿轮轴颈预紧力不够、轴承空隙大等，造成齿轮运行时轴向窜动，使啮合齿面逐步磨损进而以致齿轮做废。（2）弧齿锥齿轮严峻磨损如图7所示，特性为办事齿面材料洪量磨掉，轮齿齿廓形态摧残，如齿顶磨尖、齿根变瘦、轮齿根部磨成台阶、运行时噪声加重以及齿轮初期做废。造成因为：系统严峻振荡，光滑油系统和密封装配不良，齿轮常在边境光滑或逼近边境光滑形态下办事，油膜树立不起来或油膜厚度不够，以致啮合齿面洪量磨损。图7严峻磨损
（3）齿面磨损条纹如图8所示，特性为由于争持，啮合齿面沿滑动的方位造成较平匀条状争持踪迹，齿轮不能稳定运行。造成因为：由于角齿预紧力不够，轴向空隙过大，齿轮运行不均衡；或光滑油被玷污，外来的硬质颗粒在光滑历程中侵略到相啮合的齿面之间，由于磨粒的切削影响，将轮齿表面材料刮掉，造成两来往齿面的擦伤条纹。图8齿面磨损条纹
（4）齿面胶合如图9所示，特性为轮齿啮合面由于严峻争持而磨损，齿面部分金属过热，沿行动方位呈现显然的扯破沟槽。造成因为：光滑系统严峻缺油，光滑不充足以致齿面温度赶紧高涨，金属凝结，互相粘合，在随后的滑动中又被扯开，在齿面造成扯破沟槽，造成齿轮做废。这也是由于利用题目所造成的。图9齿面胶合
9.2齿面委顿（1）初期点蚀如图10所示，特性为齿面磨光，齿面呈麻点状委顿剥落凹坑。剥落坑对比浅小，呈针眼状或芝麻状，深度0.1~0.2mm，截面呈错误称的“V”字形，此类委顿裂纹首先从齿表面造成，而后向里层伸展，结尾剥落造成麻点。造成因为：初期点蚀是由于产物加工原料弊病造成，切削加工时齿形过失大、齿面表面粗劣度差、轮齿节圆与内孔不同轴而使轮齿啮合形态差，造成运行时齿面部分地区初期委顿毁坏；或由于齿面硬度、来往委顿强度低，进而引发的做废表象。图10麻点剥落
（2）摧残性点蚀如图11所示，特性为摧残性点蚀的剥落坑比初期点蚀的相对大而深，首先呈此刻逼近节圆的齿面上，而后一直伸展，结尾以致轮齿做废。造成因为：由于材料或加工及热处置原料题目造成委顿强度显著消沉，齿面经受的应力大于材料强度。跟着应力轮回次数的加多，点蚀一直伸展造成点蚀坑。图11摧残性点蚀
（3）齿面剥落如图12所示，特性为齿面上的材料成片剥离。剥落的金属比点蚀大，齿面剥落的厚度约即是产物渗碳淬火灵验层厚度，造成的剥落坑底部与齿面根底维持平行，侧面笔直于表面。造成因为：经表面强硬的轮齿，由于材料弊病、热处置后金相结构超等、灵验强硬层浅、硬度梯渡过陡等因为，使轮齿表面层和次表面层材料的来往委顿强度显著消沉。由于运行时齿面的次表层所经受的外应力较高，裂纹首先在次表层内造成，再向表面延长和伸展，结尾造成剥落坑。图12齿面剥落
（4）利用性委顿如图13所示，特性为齿面有显然的涟漪踪迹，齿面上的材料成片零落，造成点蚀坑或剥落坑，齿根有磨损台阶，部份齿轮再有塑性变形表象。造成因为：齿轮在交变应力的影响下，齿面先呈现磨损，使得齿面硬度降落，而后金属造成剥落而做废。图13利用性委顿
9.3塑性变形如图14所示，特性为齿面呈现鳞状皱纹或塑性变形，鳞纹笔直于轮齿滑动方位而沿齿形散布。造成因为：齿轮运行历程中，光滑不良，油膜厚度不够，齿轮系统振荡面在办事齿面间造成“匍匐”（黏附滑动表象）的成果。图14鳞状皱纹
9.4轮齿折断（1）异物打碎如图15所示，展现为由于其余零部件毁坏，造成轮齿初期做废。图15异物打碎
（2）过载折断如图16所示，特性为呈半齿断裂，断口呈斜面，粗劣不平。断口没有委顿断口的特性，没有委顿伸展区，断口呈刹时折断的状貌。造成因为：由于职掌失当而造成庞大的倏得攻击载荷造成毁坏。轴承毁坏，较大的硬质异物加入啮合处城市造成过载折断。图16过载折断
改正办法：优化材料，优化热处置工艺，缩小变形，关于变形大的产物对研磨后的齿轮举行烧伤及表面粗劣度探测。关于变形较大的盘齿举行压淬处置，提升齿轮精度。轴心裂纹搜查关于一些齿轴类锻件产物由于齿部与轴部尺寸出入太大，部分场所铸造比太大，造成裂纹。在精加工时发掘裂纹（见图17），一些楔横札类轴类也简单在轴心呈现裂纹（见图18）。改正办法：关于此类齿轮在粗车后%举行超声波探测。图17精加工裂纹图18轴心裂纹
强硬层不均以致裂纹搜查关于一些盘类齿轮举行感觉淬火，由于频次抉择不适宜，感觉器策画精度低，机床精度不够，造成齿轮强硬层不均，齿轮淬火后呈现裂纹，台架实验失利。改正办法：1）抉择适宜的频次，采取机加工感觉器，保证机床精度。2）齿轮感觉淬火后先对齿轮举行纵剖（见图19a），探测强硬层形态，按照形态对高低场所举行调动；在齿轮圆周方位遵照90°方位切割4块，探测强硬层平匀性（见图19b）。关于齿轮上中下3个场所探测强硬层及硬度的平匀性。3）当频次高时尽管强化探测齿根，当频次低时尽管探测齿顶。4）关于感觉淬火工件要全体举行磁粉探测，避让裂纹件流到下一工序。图19强硬层探测
R角、孔口和凸台处裂纹搜查关于一些轴类零件采取扫描感觉淬火，由于感觉器策画题目，工艺失当造成一些R角场所强硬层不够，乃至断开。关于轴类采取总体感觉淬火，关于一些孔口场所、凸台等由于尖角效应淬火简单呈现裂纹，偶然也由于回火不实时造成推迟裂纹。改正办法：1）关于轴类齿轮感觉淬火后举行纵剖，探测强硬层形态及强硬层平匀性。2）关于感觉淬火后的工件举行实时回火。3）关于统统齿轮举行磁粉探测。以上是笔者在办事期直来往到对比罕见的齿轮的几种做废景况，期望对从事齿轮临盆策画的偕行有鉴戒影响。起源：热处置生态圈
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长按鉴别