齒輪殼安裝定位柱斷裂失效分析

蔡玉冬

(博世(中國)投資有限公司亞太檢測中心,上海200335)

齒輪殼安裝定位柱斷裂失效分析

蔡玉冬

(博世(中國)投資有限公司亞太檢測中心,上海200335)

某鋁合金齒輪殼安裝定位柱在裝配前及裝配期間均發(fā)生斷裂。通過化學(xué)成分分析、斷口宏觀檢驗、掃描電鏡及能譜分析、金相檢驗的方法,對安裝定位柱的斷裂原因進行了綜合檢驗分析。結(jié)果表明:齒輪殼鑄造工藝不當(dāng),造成鑄件內(nèi)存在大量氣孔、縮孔和冷豆等鑄造缺陷,是導(dǎo)致該批齒輪殼安裝定位柱發(fā)生脆性斷裂的主要原因。最后對齒輪殼的鑄造工藝提出了改進建議。

齒輪殼;鑄造鋁合金;斷裂;氣孔;縮孔;冷豆;鑄造缺陷

圖1 齒輪殼的宏觀形貌及斷裂位置Fig.1 Macro morphology of the gear housing and the fractured location

隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展,為了減輕車重、提高行駛速度和節(jié)約能源,鋁合金材料成為促進汽車輕量化的最好選擇。鋁硅系鑄造鋁合金具有良好的鑄造性能,如流動性好、收縮率小、氣密性好和熱裂傾向小等,而且抗腐蝕性能也很好。鋁硅系鑄造鋁合金經(jīng)過變質(zhì)或熱處理后,還具有良好的力學(xué)性能、物理性能和切削加工性能,在汽車行業(yè)被廣泛應(yīng)用為結(jié)構(gòu)件,如殼體、缸體、箱體和框架等。

某齒輪產(chǎn)品的外殼在裝配前及裝配期間,外殼上的安裝定位柱未經(jīng)任何受力,即發(fā)生數(shù)起斷裂事故,齒輪殼宏觀形貌及安裝定位柱斷裂位置如圖1所示。該齒輪殼材料為AlSi12Cu1(Fe)鋁合金,是一種德國牌號的鑄造鋁硅合金,類似我國鋁合金牌號ZL102。合金中的硅含量(質(zhì)量分數(shù),下同)為10.5%～13.5%,屬于共晶型鋁合金,由于硅含量高,合金熔體的流動性增加,合金的強度和耐磨性也有所提高。……