65Mn弹性挡圈脆断及热处理工艺优化

徐 磊，杨 健，汪迪坤，王桢楠，韩和兵

(中国电子科技集团公司第二十一研究所，上海 200233)

0 引 言

弹性挡圈也叫卡簧，分为轴用弹性挡圈和孔用弹性挡圈，安装于槽轴上，用于固定零部件的轴向运动。这类挡圈的内径比装配轴径稍小，安装时需用卡簧钳钳嘴插入挡圈的钳孔中，压缩挡圈，才能放入预先加工好的轴槽上。但在电机装配过程中发现，65Mn弹性挡圈存在脆断问题，稍一用力，即发生断裂，影响装配进度[1]。本文对发生脆断问题的65Mn弹性挡圈进行归类，并对其进行硬度测试，如表1所示。

表1 7个不同规格弹簧挡圈的硬度

硬度测试发现，只有17 mm规格的65Mn弹性挡圈硬度较低，硬度值为44.5 HRC，随机对此种规格的65Mn弹性挡圈进行取样，取样数×10个，进行现场试装，测试其是否拥有较好的弹性。经过试装，17 mm规格的65Mn弹性挡圈10个试样全部合格，该规格所有试样均具有良好的弹性，且均未产生断裂或裂纹。

另随机抽取10个22 mm规格的65Mn弹性挡圈进行试装测试。试装时，有4个挡圈试样发生断裂，具体断裂情况如图1所示。

图1 断裂挡圈断裂位置

取断裂的挡圈试样与未断裂的挡圈试样进行硬度测试，断裂挡圈硬度为58 HRC，未断裂挡圈硬度为53.5 HRC，可以说明挡圈的脆断与挡圈的硬度有关。

1 65Mn弹性挡圈的应力分布

按照GB/T 894-2017轴用弹性挡圈国家标准规定的20 mm弹性挡圈尺寸进行建模。依据弹性挡圈试装时的受力情况，进行不同变形量的静态力学模拟仿真，以挡圈的两个小孔中的一个为固定点，另外一个小孔向固定的小孔分别位移0.5 mm、1 mm、1.5 mm、2 mm、2.5 mm、3 mm作为边界条件，计算不同变形状态下的弹性挡圈纯弹性变形时的应力分布[2]，具体应力分布图如图2～图7所示。……