变速器铸钢拨叉叉口断裂失效分析

刘海云 邓小梅

(格特拉克(江西)传动系统有限公司，江西 南昌 330013)

1 简介

变速器拨叉常用有铸钢件、冲压件和压铸铝合金件。其中压铸铝合金件以其重量轻的优势应用最广，但有时在实际设计中，由于结构的限制，使用压铸铝合金件其设计强度不够，而铸钢件能用于多种不同的工况，其综合力学性能优于其他任何铸造合金，加上其成本的经济性和设计的灵活性，尤其是形状复杂和中空结构的零件，设计人员往往会采用铸钢件拨叉。

某铸钢件拨叉，材料为ZG310-570，为中空结构，形状比较复杂，铸造工艺受到零件的尺寸、模具浇口位置、模具的结构等各种因素的影响，容易产生夹杂物、气孔、缩孔、缩松和裂纹等铸造缺陷，在开发初期，该零件在换挡过程中出现叉口断裂(图1B处)，为了查找其断裂产生的原因，对零件进行了外观检测、磁粉探伤、断口分析、材料分析、工艺过程排查，CAE分析等，确定了零件断裂产生的原因，并提出了相应的解决措施和预防措施。

2 检测分析

2-1 外观及探伤检测

拨叉如(图1)所示，叉口部位A为高频淬火区，B为裂纹位置。

对同批次零件进行磁粉探伤，未发现有裂纹，然后进行X光探伤检测，发现部分零件内部有铸造气孔如(图2)，对有气孔的零件进行目测，发现在其叉口底部表面有裂纹如(图3)。重新用煤油清洗零件，再次磁粉探伤，并且将零件旋转90°，对零件进行两次磁粉探伤，则可识别叉口位置有裂纹缺陷。经过探伤A1灵敏度试片检测发现，探伤机识别率只有70%-80%。……