彈簧化學(xué)成分分析在光譜上的運(yùn)用

牟海龍，王寶珍，高婷葉

彈簧化學(xué)成分分析在光譜上的運(yùn)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(xué)成分分析一直采用手工鉆取鐵屑，通過化學(xué)溶解和大量計(jì)算得到化學(xué)成分的含量分析。但是隨著檢測(cè)數(shù)量的增加和對(duì)實(shí)驗(yàn)周期的不斷縮短，傳統(tǒng)的手工分析已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在對(duì)彈簧檢測(cè)的要求。我們通過研究，利用現(xiàn)有的光譜儀進(jìn)行彈簧化學(xué)成分的分析，檢測(cè)效率明顯提高。

彈簧；化學(xué)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(zhì)多為65Mn，彈簧的化學(xué)含量能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，直接影響到彈簧的熱處理指標(biāo)（硬度、金相組織和力學(xué)性能），進(jìn)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(cè)效率高。我們希望通過實(shí)驗(yàn)改進(jìn)能將彈簧的化學(xué)分析運(yùn)用于光譜上，以達(dá)到提高檢測(cè)效率的目的。

1 現(xiàn)狀的簡(jiǎn)要介紹

目前彈簧材質(zhì)檢測(cè)采用的是手工鉆取鐵屑，按照相關(guān)化學(xué)分析方法的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)分析。其主要步驟為：

我們對(duì)彈簧分析過程用時(shí)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下表1：

表1 彈簧檢測(cè)用時(shí)統(tǒng)計(jì)

由表1中的耗時(shí)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(dá)到45-51HRC，鉆取難度較大，耗時(shí)較大?；瘜W(xué)分析過程中由于需要大量的化學(xué)反應(yīng)過程中，實(shí)驗(yàn)用時(shí)長(zhǎng)。

2 彈簧在直讀光譜分析儀上運(yùn)用

2.1 現(xiàn)有直讀光譜分析儀簡(jiǎn)要介紹

直讀光譜分析儀分析鋼鐵樣品是現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)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(fā)孔直徑為6mm，在檢測(cè)過程中需要被檢測(cè)試樣有一平面能將激發(fā)孔堵住，以保證激發(fā)燃燒過程在氬氣的保護(hù)下進(jìn)行。

圖2 光譜分析儀及激發(fā)孔圖示

2.2 試驗(yàn)過程

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

圖3 示意圖-1

通過對(duì)彈簧結(jié)構(gòu)認(rèn)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(xué)成分檢測(cè)得到的檢測(cè)結(jié)果如果有爭(zhēng)議時(shí)以手工化學(xué)分析的結(jié)果作為仲裁結(jié)果（內(nèi)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(shè)計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示：

圖5 光譜激發(fā)位置

表2 彈簧對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

上表中的結(jié)果可以看出，光譜分析檢測(cè)的碳含量明顯偏高，檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。通過對(duì)檢測(cè)過程進(jìn)行詳細(xì)排查發(fā)現(xiàn)，彈簧在光譜上激發(fā)后，激發(fā)孔附近陶瓷片上有油漬殘留痕跡。經(jīng)分析，制備試樣時(shí)要注意對(duì)樣品沾污加強(qiáng)控制[3]，因?yàn)閺椈稍谏a(chǎn)后包裝時(shí)需要侵油，激發(fā)過程彈簧受熱導(dǎo)致彈簧縫隙中的殘留油漬受重力作用下流至激發(fā)孔燃燒，進(jìn)而導(dǎo)致碳含量檢測(cè)失真。

根據(jù)上述分析，彈簧在磨制最大平面前進(jìn)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(duì)操作方法進(jìn)行改進(jìn)后，試驗(yàn)5根彈簧，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示：

表3 試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)上表檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，檢測(cè)結(jié)果偏差符合相關(guān)GB/T222要求。后續(xù)對(duì)200組試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤,確認(rèn)檢測(cè)結(jié)果符合GB/T222允許的偏差范圍。

（3）對(duì)直讀光譜分析儀檢測(cè)彈簧化學(xué)成分用時(shí)、用人情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)如表4所示。

表4 直讀光譜分析用時(shí)統(tǒng)計(jì)

3 直讀光譜檢測(cè)彈簧方法用人、用時(shí)與手工檢測(cè)對(duì)比

表5

4 結(jié)論

在保證檢測(cè)準(zhǔn)確性的情況下，檢測(cè)效率得到明顯提高。

[1] 上海市機(jī)械制造工藝研究所主編.金相分析技術(shù)[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,1987,316.

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

[3] 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社編.鋼鐵及合金化學(xué)分析方法標(biāo)準(zhǔn)匯編（第3版）[M].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)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