彈簧錐形墊圈開(kāi)裂原因分析

李樹(shù)嶺　王亞偉　朱元元　邱華深

摘 要：某裝配廠檢查人員在整車(chē)庫(kù)存存放處巡視時(shí)發(fā)現(xiàn)，在2014-01裝配的一臺(tái)拖拉機(jī)前輪輻板上，與8.8級(jí)螺栓相配的彈簧錐形墊圈一個(gè)碎裂，另一個(gè)開(kāi)裂（1個(gè)前輪上裝有6個(gè)彈簧錐形墊圈）。之后檢查了2014-04的庫(kù)存車(chē)輛，但未發(fā)現(xiàn)彈簧錐形墊圈開(kāi)裂的情況。為了找出其開(kāi)裂的原因，避免同類(lèi)事件再次發(fā)生，專(zhuān)門(mén)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(kāi)裂原因；金屬零件

中圖分類(lèi)號(hào)：TH136 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(guò)程中發(fā)現(xiàn)，一個(gè)彈簧錐形墊圈（編為1#）開(kāi)裂成4片，另一個(gè)（編為2#）輕微開(kāi)裂，如圖2所示。1#零件斷口呈灰白色，晶粒細(xì)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(xì)小，未發(fā)現(xiàn)有明顯的原始缺陷。

2 化學(xué)成分

在同臺(tái)車(chē)上拆卸另外兩個(gè)未被損壞的彈簧錐形墊圈，分別編為3#、4#，將2014-04裝車(chē)后未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的彈簧錐形墊圈編為5#、6#，對(duì)1#、5#零件進(jìn)行化學(xué)成分分析，檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

3 硬度、金相觀察

檢測(cè)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(guò)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(biāo)準(zhǔn)的要求。②通過(guò)電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，1#、2#開(kāi)裂彈簧錐形墊圈斷口的開(kāi)裂源和心部均為沿晶脆性斷口。這說(shuō)明，墊圈的整體脆性比較大。③彈簧錐形墊圈采用達(dá)克羅工藝處理其表面。達(dá)克羅處理工序?yàn)槌?、除銹、涂覆、燒結(jié)、冷卻。這個(gè)過(guò)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(lái)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(lèi)回火脆性造成的。

5 結(jié)論

彈簧錐形墊圈開(kāi)裂是第一類(lèi)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(kāi)裂的問(wèn)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(chē)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(lèi)回火脆性情況的再次發(fā)生；③彈墊類(lèi)零件在裝車(chē)前應(yīng)進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，確定零件的韌性，避免同類(lèi)問(wèn)題再次發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕