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某軍工汽車發(fā)動(dòng)用06B高速鏈?zhǔn)沁\(yùn)輸汽車的重要基礎(chǔ)件之一，工作轉(zhuǎn)速為5600r/min。滾子是高速鏈的關(guān)鍵零件，材料為20Cr鋼，加工工藝為：退火一冷鐓一滲碳淬火一回火處理。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，某些高速鏈滾子出現(xiàn)早期斷裂失效，即滾子碎裂脫落和滾子掉塊損壞失效，嚴(yán)重影響軍工生產(chǎn)， 并造成事故。
金相分析發(fā)現(xiàn)，滾子斷面內(nèi)表面處有多處裂紋，裂紋萌生于滾子內(nèi)表面，并向滾子心部擴(kuò)展。分析認(rèn)為，高速鏈滾子受高速?zèng)_擊循環(huán)應(yīng)力作用，在滾子內(nèi)表面產(chǎn)生高拉應(yīng)力，因而裂紋首先在內(nèi)表面缺陷薄弱處萌生。觀察發(fā)現(xiàn)，滾子制造中產(chǎn)生較深的縱向劃痕，在滾子端部?jī)?nèi)表面存在加工臺(tái)階，這些部位的缺陷在高拉應(yīng)力下萌生裂紋源并延伸擴(kuò)展，并終使?jié)L子碎裂。斷口檢驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，斷口邊緣處沿內(nèi)表面加工劃痕處斷裂，可以看出加工劃痕是裂紋源。滾子斷口特征呈典型的準(zhǔn)解理疲勞斷口形貌。分析指出，縱向加工劃痕處裂紋萌生并擴(kuò)展，引起滾子整體斷裂脫落；而橫向臺(tái)階位置出現(xiàn)的裂紋萌生并延伸擴(kuò)展，發(fā)展致滾子端部局部斷裂，出現(xiàn)掉塊缺陷失效。
根據(jù)上述分析，提出工藝改進(jìn)措施如下：
1)改進(jìn)冷鐓滾子工藝。采用高精度模具，消除冷鐓產(chǎn)生的劃痕和臺(tái)階缺陷，提高滾子的高速多沖疲勞抗力。
2)改變制造工藝。將冷鐓制滾子改為卷制滾子，吸收沖擊能量，提高其耐沖擊疲勞抗力。
3)改進(jìn)滾子材質(zhì)及熱處理工藝。超音頻感應(yīng)加熱設(shè)備對(duì)高速鏈滾子進(jìn)行熱處理加工，效果顯著。滾子硬度指標(biāo)取技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的下限值，以提高滾子韌性，使?jié)L子多沖疲勞抗力性能得到提高。
采用上述改進(jìn)工藝，用超音頻感應(yīng)加熱設(shè)備對(duì)高速鏈滾子熱處理后，高速鏈滾子質(zhì)量明顯提高，完全達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求，產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命已經(jīng)接近和達(dá)到國外先進(jìn)產(chǎn)品水平。
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