優質低合金鋼S17Cr2Ni2Mo是硬齒面減速機齒輪、齒軸首選鋼材,具有良好的鍛造和熱處理性能,非常適合與要求表面堅硬、芯部韌性要求高的工件。但如果鍛造工藝不當,就容易在成品或半成品后形成裂紋。根據生產實例就該材料特性、裂紋成因及解決措施進行的分析,把好原材料有關(包括進料和下料),制定合理的鍛造工藝尤其是正確的鍛造溫度、合理的鍛比,完善的斷后冷卻工藝是防止和解決這一問題的關鍵,同時,也不應忽視季節和生產環境等方面因素的影響。
造成硬齒面減速機齒軸、齒輪連續在成品后,出現裂紋這一嚴重質量問題的主要原因:首先是毛坯料缺陷較為嚴重,其次是后續工序(諸如鍛造、斷后冷卻、熱處理、加工等過程)中產生的殘余應力(包括溫度應力、組織應力及其它變形應力等),導致了內部缺陷的加劇和擴展,最終導致了工件開裂。根據這些原因,指定了相應的鍛造和冷卻工序,解決了這一開裂問題。防止硬齒面減速機齒輪、齒軸產生裂紋的幾種措施為:
(1)加強來料的嚴格檢驗,控制來料質量。該項檢驗包括兩個方面:即宏觀方面,主要檢查外觀質量及微小裂紋折疊凳表面缺陷;微觀方面,主要檢測材料成分,化驗組織如偏析、白點等內部缺陷。
(2)制定嚴格的硬齒面減速機齒輪、齒軸的鍛造制度,控制變形程度的均勻性。采用“二輕一重”的鍛打方法,以降低變形應力及內部缺陷。
(3)在硬齒面減速機鍛后冷卻過程控制白點和殘余應力。其中對于大型件,由于多元合金鋼工件其組織結構復雜,偏析較為嚴重,在鍛后冷卻時奧氏體的分解轉變不完全,參與奧氏體過多,因此,可以采用帶二次過冷的重結晶起伏等溫冷卻工藝,以使氫氣充分時間擴散出去,達到防治白點的目的。另外,對于小型件,可采用鍛后緩冷的方法。具體可采用對方加蓋保溫材料(如保溫毯或緩冷坑中灰冷等方式)。
對一些原始狀態交叉、缺陷較多的硬齒面減速機齒輪、齒軸工件,要及時鍛后熱處理,并制定嚴格的淬火回火工藝,以避免淬火應力過大而導致開裂。其次,還要注意嚴防寒冬季節“穿堂風”的影響。
通過制定控制裂紋產生的工藝措施,實施過程表明,這些措施是有效的,基本上控制了S17Cr2Ni2Mo硬齒面減速機齒輪、齒軸的成品缺陷。