生产中弧形齿锥轮齿端面会存在一种开裂质量问题，即在硬切加工后，在齿的小端端面一侧出现掉碴（开裂）现象，碴尺寸约为10×8×1.5mm，宏观断口处无塑性变形痕迹，显微发现该处晶粒粗大，且在基体上存在着黑色絮状组织，三次抛光腐蚀后，黑色絮状消失，出现了裂纹和非金属夹杂。

黑色絮状分析认为是纯碳，是渗碳处理时，碳原子沿已有的裂纹缝隙射入内部，并附着形成组织。裂纹是由非金属夹杂物的尖角处产生并延伸扩展，当对齿轮进行硬切氏由于外加的切削应力使其进一步扩大、加深、加长。

该齿轮的制造工艺是锻造、正火、粗车、调质、半精车、渗碳及淬火、精车、硬切。分析认为非金属夹杂物的原因是，齿坯锻件的钢锭的利用率过高，切除量过少，锻造时将原在冒口的非金属夹杂物打到了齿坯中，由于镦粗，将钢锭中心部位的夹杂物打到齿坯内孔周围，致使齿轮小端夹杂严重。同时锻造的镦粗次数过少、锻造比不够，夹杂物未能充分破碎。

另一个原因是渗碳及淬火前未能进行必要的正火+回火热处理，以消除混晶现象，致使形成了成分偏析、不均匀的淬火马氏体及残留奥氏体，未形成等轴晶粒的片状珠光体，致使齿轮强度降低，加剧了齿轮失效。

因此对于此类弧形齿锥轮齿端面开裂现象，应在锻造时提高技术要求，同时在渗碳及淬火前进行必要的正火及调质预先热处理，以确保质量。（王华）