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    扭轉彈簧斷裂原因分析

    日期:2022-01-13 08:07:59

    斷裂原因

    扭轉彈簧在電鍍鋅初期局部產生非正常組織馬氏體,由于馬氏體存在組織應力,與在酸洗和電鍍鋅時彈簧基體中的氫造成的內應力相互作用,使扭轉彈簧出現裂紋并滯后斷裂。彈簧鋼絲生產的扭轉彈簧在客戶裝配前發現少量彈簧斷裂。

    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→水洗→稀鹽酸洗→水洗→電鍍鋅( 80 min) →水洗→下料→去氫處理( 200 ℃,4 h) →上料→水洗→彩色鈍化→水洗→烘干→下料→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金相組織為馬氏體。由于馬氏體組織應力大,易形成應力集中區域,而且馬氏體組織的氫脆敏感性比貝氏體和珠光體大,容易發生氫致沿晶斷裂[4 - 5]。馬氏體的形成應當是在電鍍鋅初期由于彈簧與電極之間產生電弧,造成彈簧局部產生電灼傷,在電灼傷部位的瞬時高溫超過奧氏體化溫度,隨后在電鍍溶液中急冷,使扭轉彈簧產生非正常的馬氏體組織。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[6],析出的氫一部分以氫分子形式逸出表面,另一部分吸附于彈簧表面,并向彈簧基體內部擴散。進入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[7]。由于彈簧基體中存在大濃度的氫和電鍍鋅過程中產生的馬氏體相互作用,造成扭轉彈簧出現裂紋并滯后斷裂。裂紋和斷裂造成鍍層和基體之間出現鍍鋅層脫落。

    生產工藝改進建議:

    ( 1) 扭轉彈簧酸洗時,防止過腐蝕,酸洗液中添加的緩蝕劑既要有大的侵蝕作用,又要有大的抗氫滲透率。

    ( 2) 電鍍鋅過程中,嚴格操作規程,防止出現馬氏體; 在鍍層質量的前提下,縮短電鍍鋅的時間。

    ( 3) 電鍍鋅后,縮短鍍后和去氫處理的時間間隔,采用有效的除氫工藝。

    ( 4) 改進電極防護措施,避免產生電弧。

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