文／高原·陕西法士特齿轮有限责任公司

折叠是锻造生产中一种常见的缺陷，由高温下已氧化的金属表层局部汇合在一起压入锻件内部形成。在机械加工后的表面，外观上一般难区分折叠和裂纹，但折叠尾部一般呈圆钝，折叠区域两侧金属通常还会存在氧化和明显的脱碳现象。折叠破坏了锻件表面的完整性，残留在零件表面形成应力集中点，容易导致零件在使用中断裂失效。

折叠缺陷发现

我公司某齿轮加工车间加工一批某变速器二轴二挡齿轮零件(以下简称“二轴齿轮”)，材料为20CrMnTi，在渗碳淬火后硬车安装定位端面时，发现部分零件在靠近内孔处有沿圆周方向分布的疑似折叠的缺陷，缺陷的位置、外观如图1、图2、图3 所示。

图1 折叠位置

图2 缺陷局部

图3 折叠在锻件中对应位置

图4 腐蚀前后缺陷特征(100×)

沿径向切开断口，在金相显微镜(100×)下观察，发现缺陷区域有夹杂物，末端圆钝，不符合淬火裂纹特征，用硝酸酒精溶液腐蚀后，两侧金属经过渗碳淬火工序已经无从判断是否曾经脱碳(图4)，但已经可以判断是典型的锻造折叠缺陷。带有折叠缺陷的零件约占6%，由于无法返修只能全部报废，废品率非常高。

产生原因

二轴齿轮的锻件锻造工艺流程：带锯机下料(φ85mm圆钢)→中频感应炉加热→程控锤上镦粗、成形，镶块模如图5 所示。

图5 镶块模

一般的变速箱齿轮锻件在锻造过程中能导致折叠的因素有三种情况。

①钢材表面的折缝、折叠缺陷残留在锻件表面形成折叠；……