重載機(jī)車牽引齒輪晶界氧化與碳化物的工藝控制.pdf

1、隨著鐵路機(jī)車重載化的發(fā)展，機(jī)車牽引齒輪的可靠性和安全性要求隨之提高，需求量也日益增大。牽引齒輪作為重載機(jī)車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的核心零部件，受力復(fù)雜，工作條件惡劣，安全性和可靠性要求極高。由于我國(guó)原材料冶煉工藝的技術(shù)水平與先進(jìn)國(guó)家差距很大，給重載機(jī)車牽引齒輪的熱處理工藝質(zhì)量控制造成了較大困難，使其長(zhǎng)期依賴進(jìn)口。因此，需加快重載機(jī)車牽引齒輪關(guān)鍵制造技術(shù)的研發(fā)，推進(jìn)其國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，解決長(zhǎng)期進(jìn)口的現(xiàn)狀，逐步形成規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，推廣在風(fēng)電、礦山等相關(guān)重型齒輪

2、傳動(dòng)領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用，使其經(jīng)濟(jì)效益擴(kuò)大化。
　　本論文在國(guó)家科技部國(guó)際科技合作項(xiàng)目(2010DFB83240)的資助下，以重載機(jī)車牽引齒輪的國(guó)產(chǎn)化試制為支撐，針對(duì)試制過(guò)程中齒輪在熱處理工藝中反復(fù)出現(xiàn)的晶界氧化(IGO)超標(biāo)和碳化物超級(jí)兩大問(wèn)題進(jìn)行研究，分析了兩者對(duì)齒輪傳動(dòng)性能的影響，從熱力學(xué)和氧化動(dòng)力學(xué)方面研究了齒輪晶界氧化的形成了機(jī)理，結(jié)合金相檢驗(yàn)、能譜掃描得出了晶界氧化產(chǎn)物的化學(xué)成分。研究了碳化物的形成機(jī)理及碳化物球化機(jī)理，找出

3、了相關(guān)的工藝控制參數(shù)，結(jié)合工藝實(shí)驗(yàn)進(jìn)行熱處理工藝優(yōu)化，并對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。論文的主要研究工作如下：
　?、俨捎肂BH型前室預(yù)抽真空多用爐對(duì)17CrNiMo6重載機(jī)車牽引齒輪進(jìn)行了熱處理工藝實(shí)驗(yàn)，通過(guò)金相檢驗(yàn)，總結(jié)得出了實(shí)驗(yàn)反復(fù)出現(xiàn)的兩大問(wèn)題：晶界氧化超標(biāo)和碳化物超級(jí)，并分析了兩者對(duì)齒輪傳動(dòng)性能的影響。
　　②通過(guò)相關(guān)熱力學(xué)和氧化動(dòng)力學(xué)計(jì)算闡述了晶界氧化的產(chǎn)生機(jī)理，對(duì)熱處理試驗(yàn)中產(chǎn)生晶界氧化的部位取樣進(jìn)行電鏡掃描和能譜分

4、析，能譜分析結(jié)果表明晶界氧化產(chǎn)生的黑色網(wǎng)狀物的主要成分是Cr和O。通過(guò)分析Fe、Cr和氧化性氣氛的平衡曲線，找出了影響Cr氧化物生成的滲碳工藝參數(shù)(加熱期的均溫速度，強(qiáng)滲期和擴(kuò)散期的溫度、碳勢(shì)、保溫時(shí)間)。
　?、坩槍?duì)碳化物超級(jí)問(wèn)題，對(duì)相關(guān)金相檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，闡述了碳化物的形成機(jī)理，碳化物球化機(jī)理及影響碳化物球化的因素，得出了碳化物的工藝控制方法：滲碳后期適當(dāng)降低碳勢(shì)；階梯式滲碳工藝要合理地逐級(jí)升溫；盡可能地在Ac1或Acm溫