模具压簧低寿命断裂失效分析-模具压簧

2018-10-25 14:22:47     点击量:694次

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  【摘要】某厂外购的两种压簧经与模具装套成套后,在寿命期内使用突然出现批量断裂。通过综合失效分析,得出各方认可之结论,最后得到了供应商的相应赔偿。   【关键饲】压簧;断裂;失效   失效简单来说就是产品丧失规定的功能。产品可以定义为企业进行生产活动所创造的、符合原定生产目的和用途之直接生产成果;功能定义为标准、法规、合同等规定的产品特性、运用性、安全性等的要求。失效分析的内涵就是判断失效产品的失效模式,查找产品失效机理和原因,提出纠正预防再失效对策的技术管理活动。此失效案件发生后,有必要结合材料、力学、金相、热处理等多门专业知识,对此进行失效分析。因此,我们对使用过程进行了调查,然后对压缩力/位移测试、化学成份验证、断口及失效模式分析、金相组织分析、硬度测试等相关实验,得出正确结论,并配合某厂主管,进行了成功索赔。   一、实验目的   某厂外购的DB50*50、DH30*45两种弹簧,与模具装配成套后发生往其它冲压厂使用,在低于规定冲压寿命期(30万次内)断裂,且打坏了模板,造成停线,使公司蒙受损失。为尽快准确分析出真实失效原因,判明各方责任,金属实验室进行了实验分析,为正常生产和防止供应商弹簧质量问题,提供证据和技术支持。   二、分析步骤   1.使用是否不当调查分析。2.压簧压缩力和位移关系鉴定:用INSTRON-5582拉力机测试分析。3.断口及失效模式分析:在OLYMPUS立体显微镜下观察断口,判断失效模式。4.化学成份鉴定:因试样面积小,打扁试样,使用SPARK-AES火花发射光谱分析仪测试。5.硬度检查:使用MVK-H11维氏硬计进行硬度检查及脱碳与否分析。6.金相织织分析:试样经4%硝酸酒精浸蚀,用OLYMPUS金相显微镜观察金相组织并进行组织偏析与否鉴定。   三、实验结果及分析   1.使用是否不当调查分析   两种压簧均是日本某著名公司的模具用压簧,标定寿命为30万次。DB50*50属于极重载荷压簧,冲压使用时,30件中断裂12件;DH30*45属于重载荷压簧,冲压使用时65件中断裂19件.两种压簧尺寸测试符合规定,压缩量等对比如表1。   6.金相组织分析   两批压簧均有正常组织区和中心部分异常区,异常组织DB50*50压簧见图3,DH30*45压簧见图4,可以看出两批断裂的压簧都有程度不同的铁素体偏析。   分析:钢锭凝固时内部如产生树枝状结晶,富Si区强烈排斥C原子,产生铁素体偏析.变形加工时,铁素体延伸成条带状,它们构成低强度区,在低应力高循环使用大,此弱势区易微裂,形成裂纹源,最终疲劳断裂。   四、结论   通过以上测试结果观察及分析,最终得出如下结论得到各方承认:   1.两批压簧的尺寸、压缩力学性能、化学成份等,均符合产品规定:2.使用正确适当,无根本不良影响因素;3.断裂失效模式为低应力高循环之疲劳断裂;4.造成DB50*50弹簧7.2万次使用断裂的原因,是材料表面脱碳和内部组织铁素体偏析;5.造成DH30*45弹簧12万次使用断裂的原因,是材料内部组织铁素体偏析。   作者简介   刘红华(1974―),男,湖南桃江人,湖南涉外经济学院机械工程学院教师,讲师,高级技师,主要从事机械专业教学工作。   课题项目   受湖南省车辆工程重点建设学科资助,项目编号:湘教通(2012)594号

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