彈簧錐形墊圈開裂原因分析

李樹嶺　王亞偉　朱元元　邱華深

摘 要：某裝配廠檢查人員在整車庫存存放處巡視時發(fā)現(xiàn)，在2014-01裝配的一臺拖拉機前輪輻板上，與8.8級螺栓相配的彈簧錐形墊圈一個碎裂，另一個開裂（1個前輪上裝有6個彈簧錐形墊圈）。之后檢查了2014-04的庫存車輛，但未發(fā)現(xiàn)彈簧錐形墊圈開裂的情況。為了找出其開裂的原因，避免同類事件再次發(fā)生，專門分析了已經(jīng)失效的彈簧錐形墊圈。

關(guān)鍵詞：彈簧錐形墊圈；化學(xué)成分；開裂原因；金屬零件

中圖分類號：TH136 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.140

1 宏觀觀察

圖1箭頭所指處為彈簧錐形墊圈裝配部位。檢查人員在巡視過程中發(fā)現(xiàn)，一個彈簧錐形墊圈（編為1#）開裂成4片，另一個（編為2#）輕微開裂，如圖2所示。1#零件斷口呈灰白色，晶粒細小，未發(fā)現(xiàn)有明顯的原始缺陷，2#零件裂紋斷口的顏色也為灰白色，晶粒細小，未發(fā)現(xiàn)有明顯的原始缺陷。

2 化學(xué)成分

在同臺車上拆卸另外兩個未被損壞的彈簧錐形墊圈，分別編為3#、4#，將2014-04裝車后未發(fā)現(xiàn)問題的彈簧錐形墊圈編為5#、6#，對1#、5#零件進行化學(xué)成分分析，檢測結(jié)果如表1所示。

3 硬度、金相觀察

檢測斷裂的1#、2#彈簧錐形墊圈和未斷的3#、4#、5#、6#彈簧錐形墊圈的硬度、金相，結(jié)果如表2所示。

4 分析討論

經(jīng)過分析可知：①1#、5#彈簧錐形墊圈的材料為65Mn鋼，符合GB/T 94.1—2008《彈性墊圈技術(shù)條件彈簧錐形墊圈》標準的要求。②通過電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，1#、2#開裂彈簧錐形墊圈斷口的開裂源和心部均為沿晶脆性斷口。這說明，墊圈的整體脆性比較大。③彈簧錐形墊圈采用達克羅工藝處理其表面。達克羅處理工序為除油、除銹、涂覆、燒結(jié)、冷卻。這個過程避免了墊圈被氫脆的可能。④金屬零件的沿晶斷裂主要包括熱脆、低溫脆、銅脆、回火脆、氫脆、應(yīng)力腐蝕致脆和液態(tài)金屬致脆等。從彈簧錐形墊圈的裝配情況來看，可以排除熱脆、低溫脆、銅脆、應(yīng)力腐蝕致脆、液態(tài)金屬和氫脆致脆等原因。由此可以推斷，斷裂的彈簧錐形墊圈產(chǎn)生沿晶斷裂是回火脆造成的。由彈簧錐形墊圈的硬度可以推斷其脆斷是由第一類回火脆性造成的。

5 結(jié)論

彈簧錐形墊圈開裂是第一類回火脆性造成的。

6 解決措施

要想有效解決彈簧錐形墊圈開裂的問題，可采取以下3種措施：①檢查、更換與斷裂零件同批次已裝車的彈簧錐形墊圈；②調(diào)整彈簧錐形墊圈的熱處理工藝，避免第一類回火脆性情況的再次發(fā)生；③彈墊類零件在裝車前應(yīng)進行扭轉(zhuǎn)試驗，確定零件的韌性，避免同類問題再次發(fā)生。

參考文獻

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[3]胡傳炘.表面熱處理手冊[M].北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社，2004.

〔編輯：白潔〕