陶 飞，刘 锐，尉少坤

(中国建材国际工程集团有限公司，蚌埠 233010)

在浮法玻璃实际生产中，切割设备是生产线的重要设备，弹簧是切割设备的重要零件。该零件决定玻璃切裁质量，切割设备使用气源压力、抬落刀速度、刀痕质量等相关参数，因此提高弹簧的寿命与稳定性，对于切割设备的稳定、切割精度与玻璃切割质量非常重要。弹簧在实际工作承受交变载荷，疲劳破坏是弹簧的主要失效方式。因此，疲劳寿命就是弹簧质量的关键指标。

1 弹簧材料及断口分析

1.1 弹簧材料及基本参数

弹簧材料选用GB/T4357中直径为1.6 mm的碳素弹簧C级钢丝绕制而成，以常用的碳素弹簧钢65Mn为例，其参数见表1。弹簧的设计参数见表2。

表1 碳素钢丝许用值

表2 弹簧参数

1.2 断口形式及原因分析

缓冲弹簧在实际的使用过程中平均连续工作约60 h出现断裂，断裂形式见图1。

对弹簧断口进行分析，在低倍显微镜下观察断口，断口可明显见到3个断裂区域：断裂源区、扩展区和瞬断区，如图2、图3、图4所示。

根据图2显示，断裂为条纹状，断口平整，有撕裂棱和疲劳辉纹。断裂源区一般位于零件的表面或亚表面的应力集中处,裂纹扩展速率较慢,经过反磨损裂纹在扩展中相遇,汇合形成辐射状台阶或条纹。

根据图3显示，裂纹缓慢扩展，裂纹扩展方向与最大拉应力方向垂直。扩展区的主要微观特征是疲劳条带。疲劳条带有以下特征：1)条带的形态是起伏或涟波状；2)由条带可以断定裂纹前沿线在前进时的位置；……