變速箱摩擦片哪些原因斷裂?

2.故障原因查找與分析

（1）材質(zhì)化驗

摩擦片芯板的材質(zhì)是45鋼，整體調(diào)質(zhì)后，對花鍵的表面進(jìn)行高頻感應(yīng)淬火。將摩擦材料在平面磨床上去除后，取試樣如圖4所示，依據(jù)國標(biāo)《碳素鋼和中低合金鋼多元素含量的測定火花放電原子發(fā)射光譜法》（GB/T4336—2016）對芯板材質(zhì)進(jìn)行化驗.

（2）芯板硬度檢驗

將故障件在電火花切割機(jī)上取樣，如圖5所示。在溫度20℃、濕度50%的條件下，根據(jù)國標(biāo)《鋼件滲碳淬火回火金相檢驗》（GB/T25744—2016）對硬度、淬硬層深度進(jìn)行檢查。花鍵的齒部硬度要求≥40HRC，實測54.8HRC，硬度合格。

用4%硝酸酒精溶液腐蝕試樣，花鍵淬硬層要求4.5～9.0mm，實測6.0mm，淬硬層深度合格；齒根部淬硬層深度要求0.7～2.5mm，實測值為0.9mm。由此判定，花鍵的硬度和淬硬層深度等符合圖樣要求，不是造成摩擦片早期斷裂的主要因素。

（3）非金屬夾雜物檢驗

在4XC金相顯微鏡下檢測非金屬夾雜物的含量，如圖6所示，依據(jù)《鋼中非金屬夾雜物含量的測定標(biāo)準(zhǔn)評級圖顯微檢驗法》（GB/T 10561—2005），芯板中非金屬夾雜物的含量如表2所示。從結(jié)果可看出，原材料中硫化物、氧化鋁等非金屬夾雜物含量符合技術(shù)要求，不是發(fā)生脆性斷裂的主要原因。

（4）脫碳層深度檢驗

利用光學(xué)顯微鏡，觀察故障件花鍵齒的脫碳層深度，如圖7所示。采用測試5點計算平均值法，單側(cè)脫碳層的深度為0.03～0.07mm，在技術(shù)要求≤0.1mm的范圍內(nèi)，沒有嚴(yán)重的脫碳特征。

（5）原因分析

依據(jù)《金屬顯微組織檢驗方法》（GB/T13298—2015）對試樣進(jìn)行檢驗，微觀組織形態(tài)如圖8所示，花鍵的金相組織為回火馬氏體，晶粒度8級，金相組織粗大，晶界變黑，有嚴(yán)重的沿晶裂紋，并且有過熱的特征，摩擦片早期斷裂是脆性過大引起的芯板脆性斷裂。

通過故障件的生產(chǎn)批次號，對摩擦片的淬火工序進(jìn)行追溯。作業(yè)基準(zhǔn)書中，淬火溫度要求845℃。根據(jù)操作者記錄，在對加熱爐進(jìn)行設(shè)備檢點時發(fā)現(xiàn)，溫度顯示儀表出現(xiàn)故障，儀表溫度顯示為設(shè)定溫度845℃，而通過校核實際溫度已達(dá)到950℃，遠(yuǎn)高于Ac3溫度，造成芯板過熱，從而引起奧氏體晶粒粗化。

粗大的奧氏體晶粒存在，導(dǎo)致芯板的強(qiáng)度和韌性降低，力學(xué)性能下降，脆性轉(zhuǎn)變溫度升高，在淬火時，由于芯板為薄片形狀，花鍵根部應(yīng)力集中，增加了淬火時裂紋的傾向，導(dǎo)致在花鍵根部出現(xiàn)微觀裂紋。工作過程中承受交變應(yīng)力和沖擊力，經(jīng)過一定時間后，造成摩擦片芯板的早期斷裂。

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