變速箱第二軸在總裝時(shí)發(fā)生批量斷裂，斷裂部位均在軸端螺紋掃尾根部。無(wú)極變速箱維修采用化學(xué)成分分析、金相檢驗以及斷口宏、微觀(guān)分析等方法，對該軸的斷裂原因進(jìn)行分析。結果表明，該零件在熱處理過(guò)程中，因超音頻回火工藝控制不當，以及機加工缺陷引起的應力集中是導致斷裂的主要原因。提出了改進(jìn)措施。

變速箱第二軸經(jīng)熱處理后，在總裝時(shí)發(fā)生批量斷裂，斷裂部位均發(fā)生在軸端螺紋掃尾根部處。該軸材料為20CrMo，生產(chǎn)工藝:下料→鑄造→正火→機加工→滲碳淬火→回火(180～200℃)→拋丸→校直→局部(螺紋部)超音頻回火(560～580℃)。

工件的技術(shù)要求:有效滲碳層深度為0.7～1.1mm，表面硬度58～64HRC，心部硬度26～42HRC;對螺紋部位采用超音頻回火工藝以降低硬度。
理化檢驗

1化學(xué)成分分析

在斷裂件上取樣進(jìn)行化學(xué)成分分析，檢測結果(質(zhì)量分數)見(jiàn)表1?？梢?jiàn)其成分符合GB/T3077-1999的要求。

2宏觀(guān)斷口分析

斷裂位置位于螺紋掃尾根部與花鍵軸的連接處。經(jīng)觀(guān)察，該部位表面肉眼可見(jiàn)明顯的機械加工刀痕，斷口邊沿呈鋸齒狀

根據成分分析可知，該零件所用材料化學(xué)成分符合GB/T3077-1999中20CrMo鋼的要求，可排除因材料錯用而導致斷裂的因素。

該批零件經(jīng)滲碳淬火后，在螺紋部進(jìn)行超音頻回火，以降低其硬度。但金相組織及顯微硬度測定結果均表明，此回火過(guò)程，實(shí)際上是在螺紋部位又進(jìn)行了一次淬火，這必然加大了該處的組織應力和熱應力。

從斷裂的部位看，斷裂均發(fā)生在螺紋掃尾的根部與花鍵軸的連接處。由于該處沒(méi)有加工退刀槽，是機加工的應力集中處;同時(shí)該部位也是超音頻回火結束部位，是熱應力與組織應力集中區，從裂紋的形態(tài)上看系冷應力裂紋。

結論

(1)該軸的斷裂是由于超音頻回火溫度失控，使回火過(guò)程實(shí)際上變成了淬火過(guò)程，使螺紋部位處于高應力狀態(tài)。

(2)超音頻回火后產(chǎn)生的裂紋屬冷應力裂紋或延遲裂紋，是由于機加應力與淬火組織應力集中所造成。

無(wú)極變速箱維修