扭轉彈簧斷裂原因分析(xī)
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發表(biǎo)時間:2019-01-19
斷裂(liè)原因
扭轉彈簧在(zài)電鍍鋅初(chū)期局(jú)部產生非正常組織馬氏體,由於(yú)馬氏體存在組織應(yīng)力,與在酸洗和(hé)電鍍鋅時彈簧基體中的氫(qīng)造成的內應力相互作用,導致扭轉彈簧出現裂紋並滯後斷裂。彈簧鋼絲生產的扭轉彈簧在客戶裝配(pèi)前發現少量彈簧斷(duàn)裂,斷口位置如箭頭(tóu)所指。
扭轉彈簧生產工藝:彈簧鋼絲→繞簧→低溫去應力退火→高溫除油(yóu)→水洗→稀鹽酸洗(xǐ)→水洗→電鍍鋅(80min)→水洗→下料→去(qù)氫處理(200℃,4h)→上料(liào)→水洗→彩(cǎi)色鈍化→水洗→烘幹→下(xià)料→檢查。
通過對金相組織及顯微硬度分析可知,彈簧斷裂處和附近裂紋處(chù)金相組織(zhī)為(wéi)馬氏體。由(yóu)於馬氏體組織應力較(jiào)大,易形成應力集中區域,而且馬氏體組織的氫脆敏感性(xìng)比貝氏體和珠光體大,容易發生氫(qīng)致沿晶斷裂(liè)。馬(mǎ)氏體的(de)形成應當是在電鍍(dù)鋅初期由於彈(dàn)簧與電極之(zhī)間(jiān)產生電(diàn)弧,造成彈簧局部(bù)產生電灼傷,在電灼傷部位的瞬時高溫超過(guò)奧氏(shì)體化溫度(dù),隨後(hòu)在電鍍溶液中急冷,使扭(niǔ)轉彈簧產生非(fēi)正常的馬氏體(tǐ)組織(zhī)。此外,扭轉彈簧在酸洗和電鍍鋅過程中,不可避免地存在析氫滲氫過程,析出(chū)的(de)氫一部分以(yǐ)氫分子形式逸出表麵,另一部分吸附於彈簧表(biǎo)麵,並向彈簧基體內部擴散。進入(rù)基體的氫原子在位錯、晶界、夾雜物等處逐漸積聚,相互結合產生氫分子,隨著氫分子濃度的不斷增大,致使晶格扭曲,產生很大的內應力。由於彈簧基體中存在較高濃度的氫和電鍍(dù)鋅過程中產生的馬氏體相互作用,造成(chéng)扭轉彈簧出現裂(liè)紋並導致滯後斷裂。裂紋和斷(duàn)裂(liè)造成鍍層和基體之間出現鍍鋅層脫落。
生產工藝改進建(jiàn)議:
(1)扭轉彈簧酸洗時,防止過腐蝕,酸洗液中添(tiān)加的緩蝕劑既(jì)要有較強的緩蝕作用,又要有較強的抗氫滲(shèn)透(tòu)率。
(2)電(diàn)鍍(dù)鋅過程中,嚴格操作規程,防止出現馬氏(shì)體(tǐ);在保證鍍層質量的前提下,盡量縮短電鍍鋅的時間。
(3)電鍍(dù)鋅後,盡量縮短鍍後和去氫處理(lǐ)的時間間隔,采用有效的除氫工(gōng)藝。
(4)改進電極(jí)防護措施,避免產生電弧。