孔轴用弹性挡圈变形或断裂失效分析
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摘要 针对孔轴用弹性挡圈变形或断裂现象，分析了产生这些状况的数种原因，并提出了改善措施。
中图分类号TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）88-0167-02
0 引言
根据弹性挡圈变形失效的状况，一般可分为：挡圈没有经过热处理；偏心尺寸c走了下极限或偏小；热处理过程中没有淬硬或硬度低等。下面就对一些失效原因进行简要分析，以利于对它们的控制和改善。
1.1挡圈没有经过热处理
按标准制造弹性挡圈的原材料一般为65Mn弹簧钢，该材料一般都要经过淬火、回火处理后，才会有合适的硬度和弹性指标。在热处理过程中，如加工现场管理不善，有时会出现挡圈抛落现象。操作人员如果误将没有热处理的挡圈放入已经热处理的箱中，使仅有原材料硬度的挡圈混入，这样就会造成使用不良。
改善对策：严格执行工艺规程，加强现场管理，杜绝产品落地现象。
1.2偏心尺寸c走了下极限或偏小
在设计弹性挡圈落料模时，将偏心尺寸c取了下极限或者超过了下极限，造成挡圈的偏心尺寸小，不能产生足够的弹力，影响挡圈的弹性指标。
改善措施：对模具设计参数进行适当调整，使偏心尺寸c在合理的范围内，保证挡圈的弹性指标。
1.3热处理过程中没有淬硬或硬度低
热处理过程造成弹性挡圈变形的缺陷通常有：挡圈没有淬硬、硬度低或没硬度等。它们在使用中往往手感比较容易感觉到，特别是硬度低或无硬度的挡圈更是如此，这里对挡圈无硬度的情况作一下重点分析。
挡圈热处理淬火一般都采用的是网带式淬火炉，由于网带长时间经过高温加热和运行，会造成网带的局部破损，个别挡圈会套在破损处。在淬火炉落料口处，挡圈会慢慢随着网带的运行到一定角度才能掉入淬火槽，而不是按规定时间迅速掉入淬火池。这样造成挡圈套在落料口有短暂停留，没有及时淬火，等到掉入淬火池时，由于挡圈的温度已经降低，已经达不到正常的淬火温度要求，从而导致挡圈的硬度很低或没有硬度，造成挡圈弹性不良，从而失去了挡圈弹性的紧固固定作用。
改善对策：1）对于没有淬硬的挡圈，可以通过采用检查韧性的方法来判断。在检测挡圈淬火件时，如果挡圈没有断裂，可以用检测硬度或金相分析的方法来进一步判断是否淬硬，根据检测情况进行返工处理；2）对于硬度低的挡圈，通过检测硬度，可以重新进行淬火、回火的热处理加工，达到需要的硬度要求；3）对于没有硬度的挡圈，需要对挡圈进行全数选别处理，选别方式可以通过硬度测试或手工扳扭等方法来区分。在对不良件进行分析查出原因后，可以对这批产品进行重新淬火处理。另外，恢复设备使其正常。
2断裂失效原因分析
根据挡圈断裂失效状况一般是指：在装配使用过程中，挡圈出现断裂现象，导致装配失效。
1）原材料不良
原材料有偏析、分层、外来夹杂物、硬度偏高等缺陷。使冲压落料件出现裂边、轻微撕裂等不良状况，导致在热处理加工中，产生热处理淬火裂纹等不良导致使用断裂。
改善措施：严把原材料采购关。选择信誉好的钢厂作为合格供应商，并需要钢厂提供质量证明书。
2）热处理加工不良
众所周知，65Mn钢在热处理加工中有过热和回火脆性倾向。如果在热处理加工时，淬火炉炉温因温控器故障或其它人为因素造成跑温，使加热温度冲高造成过热加工，可能会使挡圈金相组织晶粒变粗，而回火后也不能细化晶粒，从而造成挡圈在使用时产生断裂。另外，在挡圈回火时，可能采用了第一类回火脆性区250℃～400℃温度范围，使一些件产生了第一类回火脆性，从而降低了挡圈的韧性，使挡圈在使用时产生断裂。关于淬火未回火的情况，还是一个现场管理问题。由于一些工位器具没有清理干净，或个别产品有落地现象，操作人员没有完全按相关规定执行，将不良件误放入已回火挡圈的工位器具里，这样就有可能会产生淬火未回火的不良情况。
改善措施：（1）严格执行热处理工艺规程，严禁在淬火时随意拉高淬火温度，防止挡圈过热使金相组织晶粒变粗；（2）挡圈在回火工序中，尽量避免在回火脆性温度区域进行回火处理，防止产生回火脆性。如果条件允许，可以考虑采用等温淬火工艺来代替传统的淬火回火工艺，提高挡圈的韧性，防止挡圈发生断裂；（3）针对淬火未回火情况，应该在严格操作规程上下功夫，杜绝产品落地现象。如果遇到个别落地件，就一律作为报废件处理和隔离。
3结论
孔轴用挡圈的变形、断裂失效状况虽然可以从表面现象来进行一定判断，但有时还会夹杂一些其它的原因，所以有时解决起来会比较棘手。这就需要我们在实践中不断总结经验，扬长避短，尽量采用合理的工艺方法，避免挡圈产生这些失效现象，提高挡圈的装配使用性能，满足用户需求。
参考文献
[1]GB/T893.1-1986 孔用弹性挡圈—A型.北京：中国标准出版社，2004.
[2]GB/T894.1-1986 轴用弹性挡圈—A型.北京：中国标准出版社，2004.
[3]GB/T959.1-1986 挡圈技术条件 弹性挡圈.北京：中国标准出版社，2001.
[4]GB/T94.1-2008 弹性垫圈技术条件 弹簧垫圈.北京：中国标准出版社，2008.
[5]国家标准《紧固件》宣贯讲义.北京：机械工业基础标准情报网，1988.