淺析偏心軸開裂的原因

（1、北方重工集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110141 2、沈陽(yáng)鑄鍛工業(yè)有限公司，遼寧沈陽(yáng) 110142）

1 進(jìn)行偏心軸熱處理的實(shí)驗(yàn)

為了進(jìn)一步得到偏心軸在熱處理以后出現(xiàn)的結(jié)果，可以進(jìn)行偏心軸的熱處理的試驗(yàn)，材質(zhì)為37SiMn2MoV 偏心軸（見照片一）在熱處理公司進(jìn)行調(diào)質(zhì)后,發(fā)現(xiàn)偏心軸表面有軸向裂紋，這些裂紋的長(zhǎng)度和寬度都是不盡相同的，只有寬度是十分接近的，從裂紋的表面來(lái)看，無(wú)氧化現(xiàn)象。進(jìn)行試驗(yàn)的偏心軸為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的情況一定會(huì)給偏心軸的制造企業(yè)帶來(lái)一定的警示，進(jìn)而找到偏心軸出現(xiàn)裂紋的原因。

照片1 裂紋表面形貌

2 偏心軸的生產(chǎn)過程

偏心軸鋼錠冶煉爐前鋼液化學(xué)成份（%） 如 下 ：0.38C、0.75Si、1.80Mn、0.019P、0.021S、0.08Cr、0.10V、0.12Ni、0.11Cu、0.45 Mo，從生產(chǎn)記錄看，冶煉過程正常。此偏心軸鋼錠為第二盤澆注，澆注時(shí)錠身燒眼一次，其余部分均為正常。偏心軸的鍛壓過程要進(jìn)行四火。一火進(jìn)行壓鉗口和倒棱，二火進(jìn)行鐓粗，三火進(jìn)行拔方，四火進(jìn)行精鍛出成品。最后進(jìn)行偏心軸鍛后熱處理工作，從生產(chǎn)記錄看，無(wú)加熱過快，局部過熱，冷卻時(shí)間長(zhǎng)，終冷溫度低的現(xiàn)象。

3 對(duì)成品的偏心軸進(jìn)行檢驗(yàn)

3.1 探傷

產(chǎn)品熱處理發(fā)現(xiàn)裂紋后，對(duì)工件進(jìn)行了表面超聲波探傷。發(fā)現(xiàn)整個(gè)軸缺陷均較多，但內(nèi)部缺陷更為嚴(yán)重。缺陷當(dāng)量可達(dá)φ8，呈環(huán)形分布。

照片2 試片的低倍組織及裂紋

3.2 低倍檢驗(yàn)

進(jìn)行取樣，取一個(gè)低倍試片（見照片2），這個(gè)低倍試片為表面裂紋處，取樣后在試片表面發(fā)現(xiàn)裂紋，試片裂紋幾乎要貫穿整個(gè)截面。低倍檢驗(yàn)結(jié)果：一般疏松1.0 級(jí)，中心疏松1.0 級(jí)，大點(diǎn)狀偏析3.5 級(jí)。

3.3 化學(xué)成份的分析

對(duì)偏析區(qū)和正常區(qū)的化學(xué)成分比較結(jié)果，可以了解化學(xué)成份的不同對(duì)于偏心軸開裂的影響?；瘜W(xué)成分分析（%）：偏析區(qū)（0.40C、0.71Si、1.80Mn、0.029P、0.022S、0.4 2Mo、0.075V）；正常區(qū)（0.37C、0.75Si、1.76Mn、0.025P、0.021S、0.40Mo、0.069V）；標(biāo)準(zhǔn)成份（0.35～0.42C、0.6～0.9Si、1.6～1.9Mn、≤0.035P、≤0.03S、0.35～0.45Mo、0.06～0.12V）。

3.4 金相檢驗(yàn)

通過對(duì)金相的檢驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)在裂紋的附近出現(xiàn)了很多的脆性的夾雜物，而且分布是十分的密集的，并且在裂紋出現(xiàn)的地方?jīng)]有出現(xiàn)氧化和脫碳的情況，檢驗(yàn)結(jié)果：金相組織為回火索氏體，脆性?shī)A雜物3.0 級(jí)，朔性?shī)A雜物2.0 級(jí)，晶粒度6～7 級(jí)（見照片3）。

照片3 金相組織照片400X

3.5 力學(xué)性能

切取力學(xué)試樣進(jìn)行性能檢測(cè),該偏心軸力學(xué)性能指標(biāo)符合技術(shù)要求。

3.6 斷口分析

對(duì)斷口進(jìn)行了掃描電鏡分析可以得出斷口形貌為解理斷口特征，并且斷口表面有較多的夾雜物，成分為CaO.Al2O3 脆性?shī)A雜物（見照片4）。斷口上附有一些氧化膜，且存在MnS 塑性?shī)A雜物。

4 偏心軸檢驗(yàn)結(jié)果分析

照片4 脆性CaO.Al2O3 夾雜物1000X

偏心軸的化學(xué)成分符合要求，但偏析區(qū)的C、S、P 含量高于正常區(qū)的含量。偏心軸的鍛造工藝確定適當(dāng)。偏心軸在熱處理后大點(diǎn)狀偏析較嚴(yán)重，低倍試片上的裂紋即存在于偏析嚴(yán)重處。偏心軸熱處理后裂紋附近的脆性?shī)A雜物較多。裂紋無(wú)氧化、脫碳現(xiàn)象，說(shuō)明裂紋為熱處理過程中所產(chǎn)生的。斷口表面的氧化膜為澆注時(shí)卷入的夾雜物經(jīng)擠壓形成膜。金相組織及性能均滿足要求，說(shuō)明熱處理工藝制定合乎要求。

5 避免偏心軸出現(xiàn)裂紋的建議

為了避免偏心軸在熱處理后出現(xiàn)裂紋，應(yīng)嚴(yán)格控制澆注溫度及澆注速度，最大可能地降低偏析程度。在鍛后一定要進(jìn)行探傷或低倍檢驗(yàn)。若缺陷不十分嚴(yán)重，即可在隨后進(jìn)行的熱處理時(shí)，嚴(yán)格控制加熱速度，冷卻速度及終冷溫度，防止開裂；若缺陷十分嚴(yán)重，即不必進(jìn)行鍛后的粗加工及熱處理，從而避免能源、人工及其它各方面的浪費(fèi)。

結(jié)語(yǔ)

偏心軸經(jīng)過熱處理以后極易出現(xiàn)表面縱向的裂紋，對(duì)偏心軸出現(xiàn)的裂紋可以通過宏觀和微觀的方法，以及化學(xué)的分析和掃描電鏡斷口的方法進(jìn)行檢驗(yàn)，通過檢驗(yàn)以后可以發(fā)現(xiàn)在偏心軸的表面大點(diǎn)狀偏析的情況是很嚴(yán)重的。而且偏心軸的內(nèi)部雜物較多，這樣就導(dǎo)致偏心軸在熱處理的時(shí)候就更易出現(xiàn)開裂的情況，為了避免偏心軸出現(xiàn)這種情況，一定要找到問題出現(xiàn)的原因。通過對(duì)偏心軸的生產(chǎn)過程和檢驗(yàn)的分析工作，可以得出偏心軸在經(jīng)過熱處理后出現(xiàn)裂紋的原因，針對(duì)原因進(jìn)行相應(yīng)的解決，可以使得偏心軸的質(zhì)量得到更好的保證。

[1]朗平.圓錐破碎機(jī)偏心軸跳動(dòng)現(xiàn)象的分析[J].礦山機(jī)械，2008.

[2]岳文.圓錐破碎機(jī)偏心部件的磨損[D].山東大學(xué)，2007.

[3]徐峰.關(guān)于輥式破碎機(jī)的探討[D].大連理工大學(xué)，2007.