大型机床顶尖断裂原因分析.pdfVIP

ResearchAc I!壅苎壁里 床顶尖断裂原因分析 团 (黑龙江齐齐哈尔 161005)徐显卉 张吉浩 【摘要】大型机床顶尖淬火回火后断裂，通过断口分析、金相分析、硬度分析及化学成分分析，最终得出 结论，该顶尖断裂原因为原材料存在缺陷，致使顶尖在后续热处理过程中，加热冷却或组织转变时内部拉应力 超过 了缺陷材料本身的强度 ，造成断裂。 我公司生产的大型机床顶尖材料为9Cr2Mo，工艺 流程为：正火一球化退火一机加顶尖局部淬火一低温回 火。该零件己经加工制作多件，各项过程工艺一直较稳 定，此次发现有部分零件出现淬火回火后断裂现象。由 于该零件单件重量较大 ，批量较大，为查找原因，防止 问题的再次发生，为此做了大量工作。 一 、 理化检验 图1、图2、图3所示为顶尖断IZl，顶尖规格为 200mm×600mm。断 口表面有明显的凹凸感，呈层 图2断口凹型表面 状分布，中心有长约20mm的裂缝，整个断 口有人字形 或山脊形花样，并存在以轴心为中心的放射状花纹区， 断 口边缘20～30mm的范围内致密，L、部相对较粗 。从 开裂断口看，裂纹起源心部，且心部D处裂缝为轴 向， 因此整个断口呈横断和纵劈相结合的宏观特征。 图3 中心裂纹源13处局部 微观断 口分析在整个顶尖断 口的1区和2区分别取 样，在SEM下观察，发现l区 (淬硬区)、2区 (非淬 透区)断 口均呈现解理或准解理状态，因夹杂物的存 在，中心区域因断 口上呈现部分夹杂物为裂源的准解理 图1断口凸型表面 形貌 (如图4、图5所示)。 参磊 旺— 壅苎皇里IResearc矗＆铆 砌 图4淬硬区SEM准解理形貌 图6试片1号低倍检验图片 图5中心区准解理形貌 化学成分如附表所示。 图7试片2号低倍检验图片 试验所用顶尖材料化学成分 (质量分数) (％) 未淬火的顶尖球化退火粗加工后的金 元素 C Si Mn Cr Mo 相组织如图8所示，可观察到球状珠光体及 实测值 O．87 0-30 O_26 1．40 0-25 细粒状碳化物 ，根据GB／TI299，球化级别 标准值 (JB／ 0 ． 85~0．95 O_25加 ．45 O-20加 I35 1．70～2．10 0．20~o．40 T640l— l992) 为1级。说明此件顶尖球化退火已达到了工 艺要求。 根据JB／T6401—1992标准，该顶尖的材质符合 9CrMo要求。 硬度检测：顶尖表面47～48HRC，心部27～ 28HRC。图样