錐墊材料為 65Mn ，加工工藝流程為：板材下料→沖壓→淬火（ 820 ℃± 10 ℃ ，網(wǎng)帶爐加熱）→回火（ 350 ～ 380 ℃）→檢驗(yàn)（ 42 ～ 47HRC ）→串墊→搓絲→電鍍彩鋅。錐墊如圖所示，帶墊螺栓在裝配時(shí) 20% ～ 30% 發(fā)生錐墊碎裂，致使該批螺栓大量報(bào)廢。為了找出斷裂原因，從而采取有效的防止措施，進(jìn)行了如下的檢測(cè)與分析。

１、  理化檢測(cè)

a ．化學(xué)成分及硬度 取碎裂件和未經(jīng)串配的錐墊進(jìn)行成分和硬度復(fù)驗(yàn)。經(jīng)分析，化學(xué)成分（ W% ）為： 0.65C ， 0.22Si ， 1.10Mn ， 0.02P ， 0.011S ?；瘜W(xué)成分符合該材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

　　用砂紙打磨試樣表面，測(cè)洛氏硬度為 46 ～ 47HRC ，符合技術(shù)要求。

b ．金相檢驗(yàn) 在斷口附近取樣觀察，顯微組織為保留馬氏體位向的回火屈氏體，奧氏體晶粒度為 7.0 級(jí)。觀察過程中未發(fā)現(xiàn)原材料存在不允許的缺陷。

c ．?dāng)嗫谟^察 斷口垂直于零件縱向，斷裂位置表面淺灰色，呈細(xì)晶粒狀，有冰糖狀及雞爪形特征，具有脆性斷裂特征。

2 、失效分析

　　綜上檢測(cè)結(jié)果表明，錐墊的碎裂與原材料無關(guān)，由斷口形態(tài)表明，產(chǎn)生沿晶斷裂的現(xiàn)象只可能發(fā)生在熱處理和表面處理工序中，電鍍鈍化過程中，工件有可能產(chǎn)生氫脆，導(dǎo)致沿晶斷裂。

　　眾所周知， 65Mn 鋼有過熱及回火脆性傾向，斷口形貌及金相觀察表明，失效試樣晶粒細(xì)小，組織均勻，不是過熱組織。失效試樣回火溫度為 360 ℃ ,65Mn 鋼在此溫度下回火有可能產(chǎn)生第一類回火脆性。尤其是彈簧鋼具有明顯的回火脆性傾向，鋼中加入錳則促進(jìn)回火脆性的發(fā)展。資料表明：含錳量在 1.1% 時(shí)，不論快冷或慢冷沖擊韌度都很低，回火脆性傾向增加，所以錳鋼是屬于對(duì)回火脆性敏感的鋼。

　　由此可知，該錐墊碎裂是在回火脆性溫度區(qū)內(nèi)回火，產(chǎn)生第一類回火脆性，使錐墊的韌度下降，在酸洗和電鍍時(shí)，高濃度強(qiáng)酸中的氫原子侵入零件，通常強(qiáng)度級(jí)別高的材料比強(qiáng)度低的材料氫脆敏感性大，裂紋發(fā)生率也大。錐墊硬度已達(dá) 46 ～ 47HRC ，這相對(duì)于 8.8 級(jí)螺栓硬度范圍 28 ～ 32HRC 或更低硬度的緊固件，則更易增加脆性風(fēng)險(xiǎn)。裝配時(shí)由于零件薄弱環(huán)節(jié)處應(yīng)力集中，內(nèi)應(yīng)力較大，從而使錐墊在低的應(yīng)力作用下沿該處發(fā)生碎裂。

3、 預(yù)防措施

　　防止回火脆性，提高錐墊韌性，其辦法是避開在第一類回火脆性區(qū)回火。作為彈簧類零件，錐墊本身所具有的性能是高的彈性極限和較好的疲勞強(qiáng)度。資料介紹：在 300 ～ 350 ℃回火時(shí)彈性極限具有極大值，但在此溫度區(qū)回火后鋼材比較脆，尤其是存在表面缺陷和各種應(yīng)力集中時(shí)更是如此，硬度在 45HRC 以上時(shí)由于氫的存在使材料變脆，當(dāng)外力作用下即發(fā)生碎裂。因此，對(duì)錐墊的回火溫度宜選在 400 ℃ 以上，這時(shí)，錐墊有較好的疲勞強(qiáng)度，回火后的硬度一般控制在 42 ～ 45HRC 。

　　錐墊串上螺栓后，進(jìn)行電鍍時(shí)進(jìn)行二次驅(qū)氫工藝處理，第一次鍍鋅用 360 ～ 400 ℃溫度保溫 8h 驅(qū)氫，第二次鍍鋅鈍化前，用 190 ～ 210 ℃溫度保溫 6h 驅(qū)氫，注意電鍍后 2h 內(nèi)必須及時(shí)驅(qū)氫。重新加熱回火，經(jīng) 410 ～ 430 ℃回火后 , 錐墊的硬度控制在 42 ～ 44HRC ，尤其是改用 60 ＃、 70 ＃鋼后，錐墊電鍍后進(jìn)行二次驅(qū)氫處理，再次裝配，未發(fā)生碎裂，從而保證了高產(chǎn)品質(zhì)量，使錐墊的斷裂得到徹底解決。