彈簧化學成分分析在光譜上的運用

牟海龍，王寶珍，高婷葉

彈簧化學成分分析在光譜上的運用

牟海龍，王寶珍，高婷葉

（陜西漢德車橋有限公司，陜西 寶雞 722408）

彈簧的化學成分分析一直采用手工鉆取鐵屑，通過化學溶解和大量計算得到化學成分的含量分析。但是隨著檢測數量的增加和對實驗周期的不斷縮短，傳統的手工分析已經不能滿足現在對彈簧檢測的要求。我們通過研究，利用現有的光譜儀進行彈簧化學成分的分析，檢測效率明顯提高。

彈簧；化學分析；光譜分析

前言

錳彈簧鋼的淬透性比較高，且脫碳敏感性較低[1]。我公司使用的彈簧材質多為65Mn，彈簧的化學含量能否達到設計要求，直接影響到彈簧的熱處理指標（硬度、金相組織和力學性能），進而影響彈簧的使用壽命。目前我單位使用的直讀光譜分析儀為Speark MAXx型光譜分析儀，檢測效率高。我們希望通過實驗改進能將彈簧的化學分析運用于光譜上，以達到提高檢測效率的目的。

1 現狀的簡要介紹

目前彈簧材質檢測采用的是手工鉆取鐵屑，按照相關化學分析方法的國家標準進行檢測分析。其主要步驟為：

我們對彈簧分析過程用時情況進行統計，統計結果如下表1：

表1 彈簧檢測用時統計

由表1中的耗時情況可以看出，取樣過程由于彈簧鋼絲直徑只有5mm，且硬度達到45-51HRC，鉆取難度較大，耗時較大。化學分析過程中由于需要大量的化學反應過程中，實驗用時長。

2 彈簧在直讀光譜分析儀上運用

2.1 現有直讀光譜分析儀簡要介紹

直讀光譜分析儀分析鋼鐵樣品是現代鋼鐵企業分析的常用方法之一[2]。目前我公司使用的光譜分析儀為Speark MAXx型光譜。其激發孔直徑為6mm，在檢測過程中需要被檢測試樣有一平面能將激發孔堵住，以保證激發燃燒過程在氬氣的保護下進行。

圖2 光譜分析儀及激發孔圖示

2.2 試驗過程

（1）由于被檢測彈簧鋼絲直徑僅為5mm，無法直接放置在光譜儀上檢測。所以，在彈簧上加工出一個＞6mm的平面尤為重要。如示意圖3所示：

圖3 示意圖-1

通過對彈簧結構認真分析和研究，沿彈簧外緣向直徑方向磨削，磨削至鋼絲直徑位置，如示意圖4所示。

圖4 示意圖-2

（2）由于化學成分檢測得到的檢測結果如果有爭議時以手工化學分析的結果作為仲裁結果（內部控制辦法）。因此，我們用三根以往手工取樣彈簧的一段磨制后，按照（1）中的設計進行試驗，試驗結果如表2所示：

圖5 光譜激發位置

表2 彈簧對比試驗結果

上表中的結果可以看出，光譜分析檢測的碳含量明顯偏高，檢測結果不準確。通過對檢測過程進行詳細排查發現，彈簧在光譜上激發后，激發孔附近陶瓷片上有油漬殘留痕跡。經分析，制備試樣時要注意對樣品沾污加強控制[3]，因為彈簧在生產后包裝時需要侵油，激發過程彈簧受熱導致彈簧縫隙中的殘留油漬受重力作用下流至激發孔燃燒，進而導致碳含量檢測失真。

根據上述分析，彈簧在磨制最大平面前進行以下操作：

油污清洗劑清洗→在烘干箱中烘干→磨制最大平面→酒精清洗

對操作方法進行改進后，試驗5根彈簧，試驗結果如表3所示：

表3 試驗結果

根據上表檢測結果進行統計和分析，檢測結果偏差符合相關GB/T222要求。后續對200組試驗數據進行跟蹤,確認檢測結果符合GB/T222允許的偏差范圍。

（3）對直讀光譜分析儀檢測彈簧化學成分用時、用人情況進行統計如表4所示。

表4 直讀光譜分析用時統計

3 直讀光譜檢測彈簧方法用人、用時與手工檢測對比

表5

4 結論

在保證檢測準確性的情況下，檢測效率得到明顯提高。

[1] 上海市機械制造工藝研究所主編.金相分析技術[M].上海:上海科學技術文獻出版社,1987,316.

[2]林學武.直讀光譜儀常見異常現象處理[J].理化檢驗,2005,(5):360.

[3] 中國標準出版社編.鋼鐵及合金化學分析方法標準匯編（第3版）[M].北京:中國標準出版社,2012.95.

Application of chemical composition analysis of spring in spectrometer

Mou Hailong, Wang Baozhen, Gao Tingye

( Shannxi Hande axle Co. Ltd., Shannxi Automobile Group, Shannxi Baoji 722408 )

Chenical element analysis of spings has been performed by drilling for iron filings,the content of a chemical component is obtained by chemical dissolution and a large amount of calculation.However,as the number of inspection increases and the experimengal cycle continues to shorten, traditional chemical analysis can not satisfy the requirement of spring test now.We passed the research,The chemical composition of the spring was analyzed by the existing direct reading spectrometer,and the experimental efficiency was obviously improved.

Spring; Chemical analysis; Spectrcal analysis

U463.33+4.1

A

1671-7988(2019)13-75-03

U463.33+4.1

A

1671-7988(2019)13-75-03

牟海龍，就職于陜西漢德車橋有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.13.026