谐波减速器柔轮与柔性轴承断裂失效分析

通过观察显微组织、测定力学性能以及观察断口形貌,对比分析国产失效谐波减速器和日本谐波减速器关重件柔轮和柔性轴承的显微组织和力学性能,并分析了国产谐波减速器过早失效的原因。结果表明,失效谐波减速器柔轮显微组织与日本相同,均为回火屈氏体,失效柔轮平均晶粒尺寸为8.2μm,比日本柔轮平均晶粒尺寸高了1.5μm;失效柔性轴承和日本柔性轴承显微组织均为回火马氏体,失效柔性轴承平均晶粒尺寸为13.1μm,比日本柔性轴承平均晶粒尺寸高出6.9μm。失效谐波减速器柔轮断口呈脆性断裂,无明显裂纹源,但失效的柔性轴承断口存在明显断裂走向,在裂纹源中有大尺寸、聚集性分布的夹杂物。失效轴承钢质洁净度差,存在大尺寸夹杂物,且显微组织晶粒粗大,阻碍裂纹扩展的能力差,导致国产谐波减速器过早失效。

谐波减速器刚轮用材质摩擦磨损性能分析

通过对合金成分、显微组织和耐磨性的定量分析,对比了两种球墨铸铁(QT1和QT2)和40Cr钢的刚轮摩擦磨损性能。结果表明,QT1和QT2基体组织分别为珠光体、针状铁素体和残留奥氏体,两者石墨球尺寸细小且圆整度较高。QT1和QT2球墨铸铁的磨损位置较为集中,起伏波动小,最大磨痕深度分别为3.7μm和2.6μm,而40Cr钢多为深浅不一的犁沟,起伏波动大,最大磨痕深度为7.6μm。与40Cr钢相比,两种球墨铸铁具有良好的耐磨性和更低的摩擦因数,国内谐波减速器企业可采用球墨铸铁作为刚轮材料代替40Cr钢。

1Cr12MoV钢锻件力学性能不合格原因分析及工艺改进

为研究1Cr12MoV钢锻件力学性能不合格的原因,采用化学成分分析、光学显微镜及扫描电镜等手段,对锻件的化学成分、显微组织及断口形貌展开分析。结果表明,基体组织中存在大尺寸、聚集分布的网状共晶碳化物,其等级达到了5级,不满足≤3级的要求,这也是导致力学性能不合格的主要原因。通过对模锻坯料进行自由锻拔长,增加模锻工序的变形量,并添加预备热处理工艺,改善了共晶碳化物形态和分布,力学性能满足了交付要求。

3种钛合金富氧α层的生长规律

分析了3种钛合金(TC2、TC4和TC6合金)在不同热处理条件下富氧α层的生长规律,并计算了生成动力学和热力学。结果表明,富氧α层厚度随加热温度和保温时间的增加而增加,温度是影响富氧α层厚度的主要原因。富氧α层的生长受氧扩散过程影响,富氧α层厚度与t^(1/2)呈线性关系。TC2、TC4和TC6合金富氧α层的热激活能分别为106.1、110.1、47.7 kJ/mol。由于氧的固溶强化作用,富氧α层显微硬度高于基体硬度,通过显微硬度法测量富氧α层厚度值要高于金相法的测量值。

成形工艺对谐波减速器柔轮组织性能的影响

通过对谐波减速器柔轮成形工艺的质量追踪、光学显微镜观察、低倍组织酸蚀检测和力学性能的测定,研究了自由锻、复合成形和模锻3种成形工艺下的材料利用率和成形工艺对柔轮毛坯组织、晶粒度、金属流线和硬度均匀性的影响。结果表明:柔轮毛坯经过淬火和中温回火处理,组织均为回火屈氏体,晶粒度可达10.5~12.0级。自由锻下的材料利用率最低,为2.3%,材料和机加工成本最高,硬度均匀性差,不利于柔轮的生产;复合成形工艺下的材料利用率最高,为11.1%,且无需粗加工,金属流线存在折叠和紊乱现象,还需对工艺进一步优化;模锻下的材料利用率居中,为3.6%,在晶粒度、硬度均匀性和金属流线分布中最优,是目前最适合的柔轮成形工艺。