裂纹原因求教

aifeisky · 发表于 2015-9-7 14:21:26

本帖最后由 aifeisky 于 2015-9-7 17:39 编辑

风电偏航变桨齿轮轴，尺寸φ238（花键端φ89）*487，材料18CrNiMo7-6,渗碳后二次加热淬火，热处理设备为多用炉，淬火介质为初光X油（分级淬火油），油温110℃，搅拌慢速，840℃保温降800℃保温后淬火。共两炉次每炉次13件。热处理后磨外圆，第一炉磨时未发现裂纹，第二炉磨第二根时发现齿轮轴纵向开裂。后检查第一炉已磨好的，发现其中一件开裂（间隔1天）。发生此情况后立刻将该两炉次齿轮轴补充回火。回火后放置一个星期后检查，发现磨过外圆的又裂了两根，未磨外圆的也裂了一根。裂纹基本都是从小端花键至大端轮齿，从上至下，一裂到底，（最初两件开始未裂至上端花键部位，后期也已扩展开裂）深度延伸至上下两端中心螺纹处。求教各位专家，导致此现象的原因有可能是什么？是淬火裂纹嘛？（热处理后试样检验为碳化物4级（GB/T25744），未呈网状，残余奥氏体马氏体3级）

LINFHAO · 发表于 2015-9-7 16:14:04

热处理后纵裂，一般考虑材料问题，检测带状组织是否超差。

大浪淘沙 · 发表于 2015-9-7 16:22:14

可能与淬火有很大关系啊，这种材料心部Ms点很高，快速油淬火，淬的很彻底，容易开裂

aifeisky · 发表于 2015-9-7 17:37:16

大浪淘沙发表于 2015-9-7 16:22
可能与淬火有很大关系啊，这种材料心部Ms点很高，快速油淬火，淬的很彻底，容易开裂 ...

不好意思，油品我写错了，是初光的X油，属于分级淬火油

浩然天地 · 发表于 2015-9-7 17:42:42

如果有工件图纸和相关检测数据，相信可以更有利于大家帮助你作出判断。

shaod · 发表于 2015-9-7 18:28:00

有兴趣，把详细的生产细节都描述一下吧，便于分析

aifeisky · 发表于 2015-9-8 07:34:58

浩然天地发表于 2015-9-7 17:42
如果有工件图纸和相关检测数据，相信可以更有利于大家帮助你作出判断。

不知道是不是公司网络的限制，无法上传图片。本体切了一个齿（非裂纹部位）检测了一下，马氏体4级，局部5级，残余奥氏体3级，碳化物4级，依据标准为GB/T25744，心部硬度39HRC，硬化层深度2.48（要求2.05-2.55）。

aifeisky · 发表于 2015-9-8 08:01:53

shaod 发表于 2015-9-7 18:28
有兴趣，把详细的生产细节都描述一下吧，便于分析

渗碳入炉800度均温后升920℃渗碳，渗碳后炉冷至800℃转移至前室空冷。淬火方式为重新加热淬火，840℃保温2.5h/0.75cp后降温至800℃保温1.5h/0.75cp淬火，淬火油为初光X油，为分级淬火油，油槽搅拌慢速，油中冷却50min。回火为190℃/4h/2次，中间间隔2h。磨外圆发现裂纹后又补充了一次190℃/4h回火。由于公司放了一个星期假，放完假回来发现又裂了三根，具体就如主题所述。（同种产品三个月前做过300多根，当时就有一根有裂纹，工艺基本未作大的调整，这次做了26跟已经裂了5跟了，估计再放一段时间还要裂）不知您还想知道哪方面的细节？根据您的经验来判断，属于哪方面的原因比较大？

cnszgong · 发表于 2015-9-8 15:44:02

从金相结果来看，碳浓度（表面）有点偏高。
从回火工艺来看和有些硬化层的结果来看，回火不充分（包括回火温度以及回火保温时间）。
纵向裂纹怎么产生的-----不清楚（没照片以及图纸）。

cnszgong · 发表于 2015-9-8 15:45:17

问一下：齿轮轴是整体渗碳还是局部渗碳？

shaod · 发表于 2015-9-8 15:57:31

初步判断是回火不充分的问题，再就是材料带状组织的问题，可以先从这两方面考虑。

aaron01 · 发表于 2015-9-8 16:00:27

个人觉得纵裂的话，又是延迟开裂，多半是热处理应力造成的。
2个疑点，为什么要淬火浸油50分钟？淬透性那么好的材料，淬火冷那么长时间，造成的应力是相当大的。
另外，表面碳化物4级不是好东西，表面容易开口。

aifeisky · 发表于 2015-9-8 17:28:06

aaron01 发表于 2015-9-8 16:00
个人觉得纵裂的话，又是延迟开裂，多半是热处理应力造成的。
2个疑点，为什么要淬火浸油50分钟？淬透性那么 ...

考虑到截面比较大，才设置较长浸油时间的。阴差阳错，工人操作时浸油时间未更改，实际操作时是浸油30分钟。碳化物确实是个问题，已经超出了要求（要求为不大于3级）

aifeisky · 发表于 2015-9-8 17:32:19

cnszgong 发表于 2015-9-8 15:45
问一下：齿轮轴是整体渗碳还是局部渗碳？

由于无法上传图片，只能口述，花键φ89，花键下端φ93大概40mm长防渗（后期需车螺纹），其余部位全部渗碳

cnszgong · 发表于 2015-9-8 22:09:22

aifeisky 发表于 2015-9-8 17:28
考虑到截面比较大，才设置较长浸油时间的。阴差阳错，工人操作时浸油时间未更改，实际操作时是浸油30分钟 ...

见过这材料浸油超过两小时的，也没裂。因此不是浸油时间长的问题。

cnszgong · 发表于 2015-9-8 22:10:27

aifeisky 发表于 2015-9-8 17:32
由于无法上传图片，只能口述，花键φ89，花键下端φ93大概40mm长防渗（后期需车螺纹），其余部位全部渗碳 ...

那么磨的部位是哪里？渗碳面（外圆）？

qibao9891 · 发表于 2015-9-8 23:51:00

开裂的伏笔是在渗碳时埋下的。
之后淬火过程出了问题，没有特殊情况特殊对待。
然后回火时本可以补救的，但错过了。

就像飞机失事不是单一因素造成的，而是一连串小概率事件连续发生造成的一样，热处理开裂也是如此。至少以上三步有错，才会有这个结局。

个人愚见，轻拍。

aifeisky · 发表于 2015-9-9 07:31:12

cnszgong 发表于 2015-9-8 22:10
那么磨的部位是哪里？渗碳面（外圆）？

是的，但是也有没有磨的开裂了

荣誉 · 发表于 2015-9-10 10:54:10

回火不及时，冷却速度太慢，回火时间不够，连续回火不能因放假中断。

tom · 发表于 2015-9-10 17:45:59

有可能的话复查一下原材料，化学成分、低倍、带状、端淬、锻造过程（这个估计有难度），以及预先热处理。

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