齿轮淬火变形的分析和对策

7T火车后桥锥齿轮是汽车传递动力和改变速度的重要零件，工件材料为22CrMOH钢。生产中发现，齿轮热处理后部分工件出现贯穿性裂纹，另外一些齿轮发现起边超差缺陷，造成不少齿轮失效报废。

锥齿轮要求渗碳层深度为1.7-2.1mm，碳化物为1-5级，马氏体和残留奥氏体为1-5级，表面硬度为60-64HRC，芯部硬度为35-40HRC。检验发现齿轮花键根部应力集中部位是裂纹源处，裂纹沿轴向扩展贯穿轴颈本体，部分主动齿轮裂纹严重贯穿齿根与齿顶处，开裂特征明显。金相组织检验发现，主动齿轮带状组织中铁素体带处是裂纹，裂纹扩展并与带状组织平行。部分裂纹呈锯齿状形貌，同事出现严重的次生裂纹，凸轮轴淬火机维护，部分裂纹呈碎裂状形貌。

分析认为，从动齿轮畸变超差失效是因工件组织均匀性差，带状组织严重引起的，工件在热处理中各个部位膨胀系数以及相变比体积变化差异大，引起较大的组织应力，造成工件畸变过大超差而失效。主动齿轮出现轴向裂纹系因带状组织严重超差造成的。由于带状组织严重，相邻部位显微组织不同，差异很大，在外力作用下，性能薄弱处和强弱带间适应力集中处，该处力学性能低而各向异性明显，并且处于高应力作用，其横向强度比纵向断裂强度明显低下，在热处理中产生的组织应力和热应力作用下，主动齿轮在应力集中薄弱区域萌生裂纹并扩展快裂。

根据以上分析，提出工艺改进措施如下：

（1）生产中从首工序严吧材料检验质量关口，要求带状组织≤3级，其他各项技术参数，性能指标合格，不允许不合格材料混入生产流程。

（2）齿轮锻件毛坯件应进行金相检验，带状组织≤3级的合格坯件可进入加工程序，防止不合格锻件进入再加工工序。

（3）建议钢厂个锻造厂采用新技术工艺，提高钢材和锻件毛坯组织性能质量，为减少和消除齿轮组织缺陷和畸变裂纹缺陷失效奠定基础。

高频淬火后形成的残余压应力对金属件耐磨性能的有影响吗

机械金属零件磨损的主要原因。目前，索具设备中大量应用各种相互配个的零件，这些零件的配合表面，今本上都是经机械济公喉完成的。由于加工误差和装配误差的存在，其加工面不可能是光滑的，有一定粗糙度。因此麦当这些相互配合运动的零件受重力和机械作用力额的影响，接触表面之间必然会产生磨察。而磨损是磨檫的必然产物。另外，机械失效的统计也表明，一个机械设备从运行中出现故障以致后的报废，80%的原因都是磨损所造成的。磨损学的研究表明，对付磨损，有效的方法之一就是设法提高金属零件表面的耐磨度。在零件材料不变的情况下，提高其表面的硬度的方法就是热处理，高频淬火就是简单有效的热处理方法。

高频淬火的一个特点是使零件表面产生很高的残余压应力。因此许多从事机械设计的技术人员普遍认为，高频淬火后的零件之所以耐磨性提高，主要是因为令阿健表层的这些残余压应力所造成的。而且这一论点，咋着一些著作中也提到。然而，近年来的摸查血研究表明，磨察零件的表面攒在较高的残余压应力，对零件的脑模型却不一定的结果。

导轨经感应淬火设备淬火后，其质量应满足哪些要求？

中频和超音频淬火的成品表面显微组织3-6级合格，高频淬火者允许出现7级，不允许有粗大马氏体和大量残留奥氏体的过热组织或托氏体及珠光体加马氏体组织。...

现在，越来越多的厂家采用感应淬火设备对导轨进行淬火热处理。

经感应淬火设备淬火后的导轨其质量要求如下：

（1）淬火表面不得有裂纹、。

（2）成品表面平均硬度值，对于灰铸铁HT200和HT250导轨应≥65HS，HT300和HT350导轨应≥68HS，规定淬硬区域内不应有软点、软带。

（3）中频和超音频淬火的成品表面显微组织3-6级合格，高频淬火者允许出现7级，不允许有粗大马氏体和大量残留奥氏体的过热组织或托氏体及珠光体加马氏体组织。

（4）成品有效硬化层深度，高频淬火者≥0.8mm，超音频淬火者≥1.5mm，中频淬火者≥2.0mm。

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