扭转弹簧断裂原因分析

　　　　断裂原因
　　扭转弹簧在电镀锌初期局部产生非正常组织马氏体，由于马氏体存在组织应力，与在酸洗和电镀锌时弹簧基体中的氢造成的内应力相互作用，导致扭转弹簧出现裂纹并滞后断裂。弹簧钢丝生产的扭转弹簧在客户装配前发现少量弹簧断裂，断口位置如箭头所指。
　　扭转弹簧生产工艺：弹簧钢丝→绕簧→低温去应力退火→高温除油→水洗→稀盐酸洗→水洗→电镀锌（80min）→水洗→下料→去氢处理（200℃，4h）→上料→水洗→彩色钝化→水洗→烘干→下料→检查。
　　通过对金相组织及显微硬度分析可知，弹簧断裂处和附近裂纹处金相组织为马氏体。由于马氏体组织应力较大，易形成应力集中区域，而且马氏体组织的氢脆敏感性比贝氏体和珠光体大，容易发生氢致沿晶断裂。马氏体的形成应当是在电镀锌初期由于弹簧与电极之间产生电弧，造成弹簧局部产生电灼伤，在电灼伤部位的瞬时高温超过奥氏体化温度，随后在电镀溶液中急冷，使扭转弹簧产生非正常的马氏体组织。此外，扭转弹簧在酸洗和电镀锌过程中，不可避免地存在析氢渗氢过程，析出的氢一部分以氢分子形式逸出表面，另一部分吸附于弹簧表面，并向弹簧基体内部扩散。进入基体的氢原子在位错、晶界、夹杂物等处逐渐积聚，相互结合产生氢分子，随着氢分子浓度的不断增大，致使晶格扭曲，产生很大的内应力。由于弹簧基体中存在较高浓度的氢和电镀锌过程中产生的马氏体相互作用，造成扭转弹簧出现裂纹并导致滞后断裂。裂纹和断裂造成镀层和基体之间出现镀锌层脱落。
　　生产工艺改进建议：
　　（1）扭转弹簧酸洗时，防止过腐蚀，酸洗液中添加的缓蚀剂既要有较强的缓蚀作用，又要有较强的抗氢渗透率。
　　（2）电镀锌过程中，严格操作规程，防止出现马氏体；在保证镀层质量的前提下，尽量缩短电镀锌的时间。
　　（3）电镀锌后，尽量缩短镀后和去氢处理的时间间隔，采用有效的除氢工艺。
　　（4）改进电极防护措施，避免产生电弧。