一提起螺旋弹簧,我们并不陌生,它在生活中的各个方面都可以用的到。它在工作中要进行反复的摩擦,因此如何提高其耐磨性、硬度和使用寿命是人们关注的问题。现在,人们通常采用淬火热处理以满足其要求。但是,螺旋弹簧在用高频感应加热机进行淬火热处理时,受原材料、外部环境以及操作工艺的影响,工件会产生断裂与裂纹缺陷。今天,小编就和大家分析一下这个缺陷以及预防措施。
某螺旋弹簧截面直径为25mm,材料为60Si2Mn钢,弹簧加工流程为:下料一绕簧一淬火、回火一喷丸一试压一检验。生产中发现批量产品出现裂纹和断裂。造成不少产品报废。为此,深入检验分析螺旋弹簧断裂与裂纹缺陷特征及起因,并采取相应的防止措施。
失效螺旋弹簧宏观检查发现,在断裂处横截面2mm深处出现气泡,气泡大小为6.5mmX(0.8-2)mm,,并且酸浸后发现工件表面、缠绕弹簧表面均出现裂纹,裂纹与表面呈一定角度伸展,沿纵向分布,但裂纹末端圆钝。工件试样微观检查发现,裂纹末端附近脱碳严重,脱碳层有粗大铁素体晶粒。试样取自淬、回火工件,裂纹呈氧化黑色,表明淬火前裂纹已存在,心部组织为回火托氏体。缠绕簧垂直裂纹取样观察,亦发现脱碳现象。
检验和分析表明,当脱碳层深0.089mm时,淬、回火工件弯曲疲劳寿命(循环周次)为2.45×105,脱碳层深达0.141mm时,弯曲疲劳寿命下降至1.31x105。这表明随脱碳层深增加工件弯曲疲劳寿命降低46.5%。经螺旋簧材料检验证明,原材料表面已存在裂纹与折叠缺陷。分析认为,这是螺旋弹簧断裂的主要原因,材料表面的脱碳层半脱碳层使工件疲劳强度下降和寿命降低,加重螺旋弹簧裂纹和断裂失效,亦是促使工件早期失效的重要因素。
根据以上分析,提出防止措施如下:
(1)严格螺旋簧原材料检验把关,防止原料或坯件表面有裂纹(微裂纹)、折叠或脱碳、半脱碳毛坯件漏检过关进入加工工序。
(2)加工中加强工序检验,防止工件加工成品后报废,中间工序发现产品缺陷,及时挽救和处理。
我们常说有病就要治,对于工件热处理也一样,如果产生缺陷,我们也要想办法进行解决,进行预防。今天,我们说了螺旋弹簧的断裂与裂纹缺陷以及其预防措施,希望会对您的工作有所帮助。螺旋弹簧在热处理过程中不仅仅会产生断裂和裂纹缺陷,它还会产生如硬度不足等缺陷,对于这些缺陷,您可以多看看热处理方面的书,寻找您想要的答案。