摘 要：整车装配时，飞轮齿圈个别齿发生断裂，经理化检验和现场调查，断裂是由于热处理环节中私自减少工艺环节、热处理过程缺乏管控造成。本文对汽车发动机飞轮齿圈断齿的原因进行全面、详尽的分析总结，对同类故障模式有很好的借鉴意义。
　　关键词：飞轮齿圈;断齿;热处理工艺
　　概述：汽车发动机上的飞轮齿圈总成是把起动机动力传递到曲轴的连接件，主要作用是实现起动机与曲轴之间的动力传递，而飞轮齿圈的主要作用是与起动机的驱动齿轮相啮合启动发动机，如果其中一个或多个齿出现断齿，起动机的驱动齿轮啮合时就会落空，起动机瞬间会有一个加速，然后又被下一齿挡住，起动机的线路的负载就会猛烈的发生变化，对应的电流也会发生猛烈的变化，如此反复，不仅发动机使用寿命缩短，甚至还会造成严重的安全事故。根据其工作特点，要求齿部有很好的耐磨性，齿根部又有很好的韧性。加工工艺为：毛坯锻造—毛坯检测—正火或调质处理—车床加工—滚齿—钻孔—淬火处理——探伤—高温回火—检测—包装。
　　我公司某型发动机在整车厂装配至整车时，发生了两起飞轮齿圈不明原因断齿的故障，其故障件为同一供应商的同一批次飞轮齿圈，为分析断裂原因，将两台发动机上的飞轮齿圈拆下与正常件一起进行了以下项次检测，并采取了排除故障的措施。（1#、2#为故障件，3#为正常件）
　　1.材料成分分析：齿圈材料为45#，材料成分均合格。
　　2. 硬度检测：1#、2#齿部硬度均超上限，1#、2#芯部硬度均不合格。
　　3. 宏观金相分析：故障齿圈未断齿的底部均存在细小裂纹，均位于齿根倒角处，该处应力集中，因齿圈表面做发蓝处理，我司售后人误认为是车床加工留下的刀痕。断齿位置表面局部存在氧化现象，表明裂纹形成时间较早，淬火断裂部位未见塑性变形，呈脆性分布，由热处理工艺流程粗步推断裂纹应始发于感应淬火环节。
　　4. 显微组织分析：两件故障齿圈的非金属夹杂物均符合要求，裂纹处未见明显脱碳现象，齿部显微组织为细针马氏体+少量残余奥氏体，芯部组织为索氏体+铁素体，芯部组织不合格。（齿圈毛坯只做正火处理）另一件为珠光体+铁素体，金相组织合格。
　　5. 淬硬层深度检测：标准要求齿部均淬透，齿根淬硬层深0.5—1.0mm，实测齿根淬硬层深约4.0mm、2.0mm、1.0mm，1#、2#不合格。证明感应淬火环节齿圈位置经常发生变化。
　　6. 磁粉探伤测试：齿圈齿底存在断续裂纹，部分齿底裂纹贯穿，表明两件故障件淬火后均未进行探伤检测。
　　故障原因分析
　　经多方面调查研究、分析，这两台发动机的飞轮齿圈断齿的原因是由几个主要因素综合作用的结果。
　　（1）高频淬火过程中，齿圈放置后未进行固定，使其同批齿圈的淬硬层深度跨度很大，有的甚至基体部分也几乎淬透，导致本应韧性很好的基体变得脆硬，组织内应力增大。
　　（2）图纸要求齿圈淬火后应100%做探伤检测，供应商为降低成本仅按百分比抽检了几件，故而未能及时发现故障。
　　（3）齿圈在高频淬火后，应及时进行回火处理消除组织内应力，但回火炉出现故障无法工作，导致其内应力无法及时消除，从而产生裂纹。
　　（4）现场管理混乱，发现热处理设备出现故障后，没有对设备中的齿圈进行标记和检查，仅维修好设备就继续进行回火处理，使故障件与正常件混在一起。
　　排故措施
　　该批次飞轮齿圈已全部装上发动机，共有200余台，涉及金额达200余万元。因问题发现及时，剩余发动机未装上配套车辆，为了排除故障风险与降低损失、以及不影响整车厂装车进度的前提下，我司与供应商建议如下解决方案：
　　（1）供應商将合格批次的飞轮齿圈总成立即发空运至整车厂;
　　（1）我公司售后人员对剩余发动机进行粗选，将问题发动机分离出来;
　　再对分离出的飞轮齿圈全部探伤检测，将有裂纹的飞轮齿圈选出并更换新的飞轮齿圈总成;
　　供应商应立即加装齿圈淬火固定装置，增加热处理情况记录表;
　　供应商应在出厂前对每件齿圈做探伤检测并打上标识，以备我司查验;
　　我公司对该供应商应进行审核，并对其产品加大抽检力度。
　　结果
　　经过处理，除两台故障发动机外，该批次发动机共筛选出了60余台问题发动机，更换12台飞轮齿圈总成。按时完成交付并将损失将至10万以内。该供应商整改工作完成，后续提供产品截至目前未发现类似故障出现。
　　参考文献：
　　[1]机械失效分析手册.四川科学技术出版社，1999年.
　　[2]金相标准汇编（内部发行）.四川省机械工程学会，1992年.
　　（四川省绵阳市新晨动力机械有限公司，四川 绵阳 621000）