双联齿轮在感应加热淬火后开裂了

cnszgong

材料是20CrMnMo带减轻孔的双联齿轮，大齿部位（一级齿）是机加工出齿形后渗碳淬火，小齿部（二级齿）在渗碳前用防渗涂料进行保护，在渗碳加工完成后才加工出齿形然后再高频淬火的，
二级齿要求硬度是》=45HRC

不带减轻孔的双联齿轮

带减轻孔的双联齿轮和不带减轻孔的双联齿轮是相同的材质，大小相同。加工工艺路线也相同。想问一下带减轻孔的双联齿轮开裂是否和减轻孔有关？

cnszgong

跋涉者

“20CrMnMo带减轻孔的双联齿轮，大齿部位（一级齿）是机加工出齿形后渗碳淬火，小齿部（二级齿）在渗碳前用防渗涂料进行保护，在渗碳加工完成后才加工出齿形然后再高频淬火的，”；
我浅见：可能与你的热处理工艺有关；
20CrMnMo这种材料渗碳后具体的冷却方式。决定它是不是开裂。
很是特别哇哦。

cnszgong

跋涉者 发表于 2013-6-22 22:54
“20CrMnMo带减轻孔的双联齿轮，大齿部位（一级齿）是机加工出齿形后渗碳淬火，小齿部（二级齿）在渗碳前用 ...

你看到无减轻孔的双联齿轮没？一个都没裂哦。

跋涉者

cnszgong 发表于 2013-6-22 22:57
你看到无减轻孔的双联齿轮没？一个都没裂哦。

是不是开裂的位置在减轻孔的位置吗？
20CrMnMo渗碳后缓冷、油冷都可以不开裂，唯独不能空冷只要空冷必然会开裂。

cnszgong

跋涉者 发表于 2013-6-22 23:05
是不是开裂的位置在减轻孔的位置吗？
20CrMnMo渗碳后缓冷、油冷都可以不开裂，唯独不能空冷只要空冷必然 ...

是我没说清楚，这个双联齿轮是的一级齿轮部位要求达到硬度58～62HRC，而二级齿轮的齿部要求硬度相对要低一些（》=45HRC）,所以二级齿轮的齿部在渗碳时涂防渗涂料保护（在渗碳时其形状就是一个圈）、渗碳淬火完成后在加工出来的。另外我们从不考虑采用渗碳后空冷的工艺。

excellence

裂纹部位是否渗碳与未渗碳结合部，另外看图好像两种齿轮结构有所不同。

龟山淬火

感应电流透入深度应大于渗层深度2倍以上

孤鸿踏雪

       开裂的部位（阴角棱线）加热时是否被感应上，如果是，可以考虑做个屏蔽环，在加热时罩住台肩面，或在那个棱线上涂抹防渗剂，试试看？

吉祥如意

cnszgong 发表于 2013-6-22 23:13
是我没说清楚，这个双联齿轮是的一级齿轮部位要求达到硬度58～62HRC，而二级齿轮的齿部要求硬度相对要低 ...

分析是因渗碳部位与防渗部位之间，因含碳量不同，在随后的加热淬火过程中，形成的组织差异及组织应力造成的。能克服了这个缺点，觉得不会形成裂纹。

excellence

meryfain 发表于 2013-6-23 21:29
裂纹处都没感应上啊，即便是和孔有关系，个人觉得也是渗碳的问题。还有为毛先做高硬度后做低硬度，怎么回火 ...

楼主的高硬度部分是通过渗碳淬火获得的，低硬度部分是未渗碳低碳钢感应淬火获得的，因此我认为工艺安排没有问题。

qibao9891

裂纹处有渗层吗？

随风飘飘

淬火应力产生的裂纹，楼主可以感应淬火时，1、在裂纹处加以屏蔽；2、加工完及时保温，后再统一回火；3、注意裂纹处是否存在尖角及车伤。

cnszgong

excellence 发表于 2013-6-23 07:24
裂纹部位是否渗碳与未渗碳结合部，另外看图好像两种齿轮结构有所不同。

齿轮结构基本相同，区别就是一个有减轻孔、另一个没减轻孔。

cnszgong

孤鸿踏雪 发表于 2013-6-23 11:14
开裂的部位（阴角棱线）加热时是否被感应上，如果是，可以考虑做个屏蔽环，在加热时罩住台肩面，或 ...

开裂的部位没有被加热到。

cnszgong

吉祥如意 发表于 2013-6-23 12:07
分析是因渗碳部位与防渗部位之间，因含碳量不同，在随后的加热淬火过程中，形成的组织差异及组织应力造成 ...

这个齿轮一级齿是渗碳的，二级齿的部位在渗碳前涂防渗涂料保护、并且在渗碳加工后才加工成齿的。
另外渗碳部位只有一级齿的齿部，其余部位都用防渗涂料保护的。

cnszgong

qibao9891 发表于 2013-6-23 22:21
裂纹处有渗层吗？

裂纹出不可能有渗层，因为裂纹部位渗碳时涂防渗涂料保护的，另外在这个部位在渗碳后经过车加工出槽（即使有渗碳层在车加工后也会被车掉的），起到二级齿退刀槽的作用。

cnszgong

随风飘飘 发表于 2013-6-24 10:38
淬火应力产生的裂纹，楼主可以感应淬火时，1、在裂纹处加以屏蔽；2、加工完及时保温，后再统一回火；3、注 ...

呵呵  裂纹处肯定是尖角的。
也想过在裂纹处加屏蔽，但我感觉还是存在尖角对裂纹的影响大一些。

qibao9891

小齿端在感应加热后，表面压应力，趋向于收缩。而大齿端受传热影响，尺寸变化小。
这使得在两者交界处产生应力。

有减重孔的齿轮，其蓄热能力差，内部的传热能力差，向外散热能力却较好。相对于没有减重孔的齿轮，大齿端温度更低，而小齿端温度更高。
温差大意味着有更大的热应力，而且是三向拉应力，因此出现开裂。

个人愚见。

cnszgong

qibao9891 发表于 2013-6-24 21:27
小齿端在感应加热后，表面压应力，趋向于收缩。而大齿端受传热影响，尺寸变化小。
这使得在两者交界处产生 ...

受教了
一开始有点想不通，只是感觉减轻孔对裂纹的出现有影响。现在知道了。
另外我觉得裂纹处没有用R倒角过渡也是原因之一。

qibao9891

cnszgong 发表于 2013-6-24 21:31
受教了
一开始有点想不通，只是感觉减轻孔对裂纹的出现有影响。现在知道了。
另外我觉得裂 ...

对，这很重要。
没有应力集中，情况好的多。

那贴好像有点问题，将就着看吧，不改了。

cnszgong

qibao9891 发表于 2013-6-24 21:45
对，这很重要。
没有应力集中，情况好的多。

如果说我在那个槽容易开裂的部位放点硅酸铝保温材料后、进行感应加热会不会好一点？？？

qibao9891

cnszgong 发表于 2013-6-24 21:48
如果说我在那个槽容易开裂的部位放点硅酸铝保温材料后、进行感应加热会不会好一点？？？ ...

最好是改槽型，加大圆角。

为什么，---你懂的。

cnszgong

qibao9891 发表于 2013-6-24 22:06
最好是改槽型，加大圆角。

为什么，---你懂的。

槽型肯定是要改的。不然不能做下去。

孤鸿踏雪

cnszgong 发表于 2013-6-24 20:42
开裂的部位没有被加热到。

        没有被加热到，也就是没有被热处理，那会不会是坯料已经开裂呢

cnszgong

孤鸿踏雪 发表于 2013-6-25 08:53
没有被加热到，也就是没有被热处理，那会不会是坯料已经开裂呢

这个不会，这个产品一共四件，做了感应淬火一件，当时就听见开裂声。其余三件没做探伤没发现裂纹。

Wangqinghua196

cnszgong 发表于 2013-6-24 20:40
齿轮结构基本相同，区别就是一个有减轻孔、另一个没减轻孔。

是热应力导致的开裂。
要减轻这个因素的影响就可以避免，不如预热或者就是避免其升温过快。
没有减轻孔的散热好些，热应力因素就小些。

cnszgong

Wangqinghua196 发表于 2013-6-25 20:19
是热应力导致的开裂。
要减轻这个因素的影响就可以避免，不如预热或者就是避免其升温过快。
没有减轻孔的 ...

技术人员更改了这批零件的设计，增加了减轻孔设计。
接下来会补料重新加工，不过减轻孔就不会再有了。

Wangqinghua196

cnszgong 发表于 2013-6-25 20:27
技术人员更改了这批零件的设计，增加了减轻孔设计。
接下来会补料重新加工，不过减轻孔就不会再有了。
...

这是你公司内部，好解决。
如果是我们热处理加工企业叫要了命了——无知的设计师，导致扯不完的皮！

吉祥如意

Wangqinghua196 发表于 2013-6-25 20:19
是热应力导致的开裂。
要减轻这个因素的影响就可以避免，不如预热或者就是避免其升温过快。
没有减轻孔的 ...

赞同这个分析。
避免的办法还是有的。

cnszgong

Wangqinghua196 发表于 2013-6-25 20:41
这是你公司内部，好解决。
如果是我们热处理加工企业叫要了命了——无知的设计师，导致扯不完的皮！ ...

呵呵 因为这个零件是老产品，以前从没见过带减轻孔的。所以查起来比较容易些。

吉祥如意

看来经常与产品设计师的交流是非常必要的。

cnszgong

吉祥如意 发表于 2013-6-25 20:55
看来经常与产品设计师的交流是非常必要的。

嘿嘿 说起这个，想起昨天遇到的事，一设计院来的家伙来我这边查一批他们设计的零件做好气体渗氮没有。
我帮他查了一下，回答他说 已经做好了，拿去装配那边了。
结果他说：”这下 完了“。
想知道这是为什么吗？
因为他忘了在这个零件上在渗氮前加工M12的螺孔。
然后他问我们：”渗氮完后能不能在上面打M12的螺孔“。

qibao9891

能不能打螺孔，这要看基体硬度有多高了。、
渗氮层很浅，用电火花很容易就穿透了。渗氮层部位，螺丝底孔可以做的大一点，权当是个倒角。
关键问题是内部基体的硬度有多高。硬度越高越麻烦。硬度高不太多，改一下丝锥，分几道攻还是能解决的。硬度高太多，要想其它的方法。