變速箱摩擦片哪些原因斷裂?

2.故障原因查找與分析

（1）材質化驗

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

（2）芯板硬度檢驗

將故障件在電火花切割機上取樣，如圖5所示。在溫度20℃、濕度50%的條件下，根據國標《鋼件滲碳淬火回火金相檢驗》（GB/T25744—2016）對硬度、淬硬層深度進行檢查。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《鋼中非金屬夾雜物含量的測定標準評級圖顯微檢驗法》（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要求，不是發生脆性斷裂的主要原因。

（4）脫碳層深度檢驗

利用光學顯微鏡，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，單側脫碳層的深度為0.03～0.07mm，在技術要求≤0.1mm的范圍內，沒有嚴重的脫碳特征。

（5）原因分析

依據《金屬顯微組織檢驗方法》（GB/T13298—2015）對試樣進行檢驗，微觀組織形態如圖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。

通過故障件的生產批次號，對摩擦片的淬火工序進行追溯。作業基準書中，淬火溫度要求845℃。根據操作者記錄，在對加熱爐進行設備檢點時發現，溫度顯示儀表出現故障，儀表溫度顯示為設定溫度845℃，而通過校核實際溫度已達到950℃，遠高于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，導致芯板的強度和韌性降低，力學性能下降，脆性轉變溫度升高，在淬火時，由于芯板為薄片形狀，花鍵根部應力集中，增加了淬火時裂紋的傾向，導致在花鍵根部出現微觀裂紋。工作過程中承受交變應力和沖擊力，經過一定時間后，造成摩擦片芯板的早期斷裂。

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