文/吳杏格，陳志芳·太原重工股份有限公司

滾道式行星輪鍛件是我公司訂貨的增速器齒輪箱產(chǎn)品，我分公司承攬?jiān)摦a(chǎn)品原材料各項(xiàng)檢測(cè)、毛坯鍛造、鍛后預(yù)備熱處理以及粗加工等工作。齒輪箱的行星輪結(jié)構(gòu)通常是通過(guò)過(guò)盈抱緊軸承外圈的。但此種結(jié)構(gòu)軸承外圈存在一定的蠕動(dòng)現(xiàn)象，而滾道式行星輪結(jié)構(gòu)無(wú)軸承外圈，可完全避免外圈蠕動(dòng)的現(xiàn)象，同時(shí)可以增加行星輪的整體剛度，提高齒輪箱壽命。滾道式行星輪鍛件在服役過(guò)程中，兼顧行星輪和軸承壁的雙重作用受力，受力載荷交變復(fù)雜，因此對(duì)滾道式行星輪鍛件的原材料及各項(xiàng)性能等都提出十分嚴(yán)苛的要求，尤其是鍛件超聲波探傷要求更為嚴(yán)格，增加了我們的生產(chǎn)難度。

主要開發(fā)內(nèi)容：⑴根據(jù)技術(shù)要求對(duì)原材料進(jìn)行檢測(cè)，確定合格的原材料。⑵根據(jù)圖紙、技術(shù)要求等制定出合理可行的鍛造工藝及鍛后熱處理工藝，并對(duì)本體取樣進(jìn)行力學(xué)、金相等檢測(cè)，以確定工藝的合理性。

產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)及指標(biāo)

⑴化學(xué)成分見表1。

⑵純凈度檢驗(yàn)。

取樣方法及取樣位置按GB/T 226-1991 執(zhí)行，酸浸按GB/T 1979-2001，高倍夾雜取樣按GB/T 10561-2005 執(zhí)行，高倍取樣按每熔煉爐在鋼錠開坯后位于鋼錠冒口端及底部的直徑1/2 處、半徑1/2處各取1 個(gè)高倍試樣。

⑶鍛件鍛造比≥6。

⑷鍛件交貨狀態(tài)：鍛后高溫正火+高溫回火+粗加工，硬度171 ～229HBW，晶粒度≥6 級(jí)，不得有嚴(yán)重混晶（級(jí)差≤1.5 級(jí)）及嚴(yán)重的帶狀組織（帶狀組織≤2 級(jí)），且晶粒度、組織、帶狀的檢測(cè)試樣應(yīng)在行星輪零件的外環(huán)和內(nèi)環(huán)同時(shí)取樣。

表1 17CrNiMo6FD 材料化學(xué)成分(%)

表2 17CrNiMo6 化學(xué)成分成品分析(%)

表3 高倍檢測(cè)

表4 低倍檢測(cè)

⑸按照J(rèn)B/T 5000.15-2007 進(jìn)行超聲波探傷，要求采用兩端面和外圓360°方向雙向探傷，齒部區(qū)域Ⅰ級(jí)，其他部位Ⅱ級(jí)檢，零件虛線內(nèi)孔區(qū)域更為嚴(yán)格，不允許有密集缺陷。

開發(fā)設(shè)計(jì)方案

對(duì)原材料的控制

為保證鍛件質(zhì)量，我們從原材料庫(kù)中篩選，對(duì)選用原材料進(jìn)行取樣，委托理化做的材料化學(xué)成分、高低倍檢測(cè)，符合要求后投料生產(chǎn)。取樣過(guò)程邀請(qǐng)用戶監(jiān)造進(jìn)行見證，檢測(cè)結(jié)果見表2、表3、表4。

工藝制定及鍛造

根據(jù)圖紙及技術(shù)要求制定合理的鍛造工藝，為保證鍛件致密度，鍛件質(zhì)量達(dá)到產(chǎn)品要求，我們采用兩次鐓拔成形。1250t 水壓機(jī)鍛件（圖1）采用坯料直接兩次鐓拔成形，考慮到錘上鍛件尺寸?。▓D2），實(shí)現(xiàn)直接進(jìn)行兩次鐓粗拔長(zhǎng)比較困難，我們特制定統(tǒng)一開坯工藝，開坯后下料鐓粗成形?？傚懺毂取?.0，鍛造工藝如圖3 所示。

在實(shí)際生產(chǎn)中，開坯和鍛造過(guò)程都嚴(yán)格控制高溫保溫時(shí)間和始、終鍛溫度，鍛造全程用手持式紅外線測(cè)溫儀檢測(cè)控制鍛造溫度，嚴(yán)格按照工藝執(zhí)行。

⑴熱處理。

滾道式行星輪產(chǎn)品要求對(duì)其本體內(nèi)外環(huán)取晶粒度及帶狀試樣，并且原材料機(jī)械性能試樣也本體取樣，為滿足要求，我們特制定如下正火+回火工藝，對(duì)滾道式行星輪產(chǎn)品進(jìn)行同爐整批次處理。工藝如圖4所示。

⑵取樣及檢測(cè)。

熱處理后按要求對(duì)滾道式行星輪的外環(huán)和內(nèi)環(huán)同時(shí)取樣進(jìn)行晶粒度、組織、帶狀的檢測(cè)，如圖5 所示，檢測(cè)結(jié)果全部合格。機(jī)械性能檢測(cè)結(jié)果見表5，晶粒度組織見表6。

⑶UT 探傷。

滾道式鍛件粗加工后，按要求對(duì)行星輪兩端面和外圓360°方向雙向進(jìn)行超聲波UT 探傷，經(jīng)檢測(cè)合格，產(chǎn)品交貨。

表5 原材料機(jī)械性能檢測(cè)結(jié)果

表6 晶粒度組織

交貨后用戶對(duì)滾道式行星輪鍛件進(jìn)行后續(xù)的滲碳淬火熱處理及機(jī)加工成成品，裝配后進(jìn)行加載試驗(yàn)（圖6），通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的滿載運(yùn)行、多次變速變扭、超載等試驗(yàn)，試驗(yàn)后行星輪齒面接觸良好，內(nèi)孔跑合痕跡良好（圖7），通過(guò)拆解檢查，磁粉探傷檢查行星輪內(nèi)孔，無(wú)裂紋，滾道式行星輪試驗(yàn)達(dá)到了預(yù)期效果。

項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)

滾道式行星輪內(nèi)孔完全按照軸承外圈的滾道進(jìn)行加工制造，對(duì)其鍛件的原材料及各項(xiàng)性能等都提出十分嚴(yán)格的要求，因此除了對(duì)原材料嚴(yán)格把控之外，還需對(duì)產(chǎn)品工藝優(yōu)化細(xì)化。鍛造過(guò)程中采用兩次鐓拔，錘上執(zhí)行全部工序困難，火次多、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，鍛后鍛件表面質(zhì)量較差，造成后續(xù)檢驗(yàn)和粗加工困難，為此我們采用了水壓機(jī)統(tǒng)一開坯鐓拔后，再下料鍛造成形，雖然延長(zhǎng)了生產(chǎn)周期，但是生產(chǎn)效率高、鍛件表面質(zhì)量好，保證了產(chǎn)品的合格率。

結(jié)束語(yǔ)

滾道式行星輪鍛件除了對(duì)原材料嚴(yán)格把控之外，還需對(duì)產(chǎn)品工藝優(yōu)化細(xì)化，要嚴(yán)格保證鍛件致密度、變形均勻性和良好的表面質(zhì)量。滾道式行星輪鍛件的鍛制成功，也將進(jìn)一步提高我分公司的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，以創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。