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齒輪減速機(jī)齒輪軸斷裂分析。齒輪軸是齒輪減速機(jī)中很重要的零件，有的齒輪減速電機(jī)齒輪軸材料選用42CrMo鋼。這種材質(zhì)的熱處理工藝般難于控制，導(dǎo)致其力學(xué)性能也難于達(dá)到技術(shù)要求。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，齒輪軸需要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，使硬度達(dá)到210-280HBS.使用時(shí)不能允許有裂紋。但齒輪減速機(jī)中的齒輪軸在使用過程中發(fā)生斷裂，技術(shù)人員對(duì)齒輪軸的化學(xué)成分進(jìn)行檢驗(yàn)，鋼中的碳、鉻、鉬含量均符合材料的成分要求。對(duì)該批零件進(jìn)行磁粉探傷，均沒有發(fā)現(xiàn)裂紋。下面就對(duì)齒輪減速馬達(dá)齒輪軸的斷裂情況進(jìn)行分析，并制定出合理的熱處理工藝參數(shù)。

齒輪軸的斷裂分析：在齒輪軸距斷裂面約1.5厘米處模向切割得到個(gè)賀盤，將該圓盤視為齒輪軸斷裂面，該齒輪減速電機(jī)的齒輪軸是個(gè)階梯式軸，發(fā)生斷裂的橫截面在結(jié)構(gòu)上突變較大，容易形成應(yīng)力集中而發(fā)生斷裂。塑性斷口上常呈現(xiàn)出纖維區(qū)、放射區(qū)及剪切唇區(qū)。該斷裂面上的灰暗色為纖維區(qū)，有明顯放射花樣特征的為放射區(qū)，表面比較平滑的為剪切唇區(qū)，由此可以判斷該斷口屬于塑性斷口。在原齒輪減速機(jī)中齒輪軸靠近斷裂面的端取厚約1厘米的圓盤作為1號(hào)試樣，用該試樣進(jìn)行硬度測試，檢測部位及結(jié)果可以看出，硬度從齒輪減速電機(jī)軸心到軸表面依次為6.0、12.7、13.5和10.8HRC,而齒輪軸的技術(shù)要求為洛氏硬度為21-28HRC,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明齒輪減速機(jī)中齒輪軸的硬度均沒有達(dá)到技術(shù)要求。
金相組織分析：為了便于金相組織分析，在圖中所示圓盤上截取小部分并分成兩個(gè)試樣進(jìn)行金相試樣的制備及金相組織觀察。2號(hào)試樣檢測位置靠近齒輪軸表面約2毫米處和齒輪軸斷裂面靠近齒輪軸表面處；3號(hào)試樣檢測位置為靠近齒輪軸軸心處，對(duì)2號(hào)及3號(hào)試樣側(cè)面進(jìn)行金相試樣的制備、組織觀察及照相。2號(hào)試樣齒輪軸斷裂面靠近齒輪軸表面處的金相組織，可以看出，其組織為珠光體加鐵素體，有典型的韌窩狀花樣，具有明顯的塑性變形；該齒輪軸軸心的金相組織顯示，白色塊狀的是鐵素體，灰色的是珠光體，軸心組織為珠光體加鐵素體，齒輪減速機(jī)中齒輪軸表面的金相組織組織也為珠光體加鐵素體，相當(dāng)于退火狀態(tài)。
斷裂分析：齒輪軸的化學(xué)成分及磁粉探傷均符合要求，而齒輪減速電機(jī)齒輪軸的硬度沒有達(dá)到技術(shù)要求。這是由于齒輪軸的熱處理工藝不合理，造成齒輪軸軸心與齒輪軸表面組織同為層片狀珠光體加鐵素體，如果齒輪減速機(jī)中齒輪軸進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，組織應(yīng)為回火索氏體，片狀組織與球狀組織的力學(xué)性能對(duì)比可以看出，在硬度相同的情況下，滲碳體呈球狀時(shí)，其屈服強(qiáng)度、塑性及韌性都較高，即回火組織具有較高的綜合力學(xué)性能，從齒輪減速馬達(dá)中齒輪軸斷裂面的宏觀斷口可以看出，齒輪軸斷裂面垂直于齒輪軸軸線，而且齒輪軸斷裂面靠近齒輪軸表面處存在很明顯的塑性變形區(qū)域，由此可以判斷該齒輪減速電機(jī)中齒輪軸斷裂為剪切斷裂。這樣就需要選擇合理的熱處理工藝，后確定為850OCX3.3h,30-50OC循環(huán)油淬火；650OCX6.6h，水冷或油冷。http://fkla.cn/Products/lishijiansuji.html