文／王夕鋒，房田振，高桂堂·諸城市義和車橋有限公司

汽車轉向拉桿是汽車上的重要零件，其強度和可靠性是汽車能否安全行駛的重要指標之一。汽車轉向拉桿球接頭總成是汽車轉向拉桿的重要組成部分，而拉桿接頭是其連接和支撐的主體部件，故其是重要的保安件之一，不得有折疊、裂紋等缺陷，保證其內在質量尤為重要。而我們在生產過程中發現接頭鍛件出現裂紋，本文就其發生的前因后果及整改措施做如下介紹。

拉桿接頭產品介紹

⑴產品三維模型如圖1 所示，冷鍛件二維圖紙如圖2 所示。

圖1 產品三維模型

圖2 冷鍛件二維圖紙

⑵使用的材料為GB/T 699-2015 優質碳素結構鋼45#，圓鋼φ40mm。

⑶該鍛件的總體加工工藝流程為：棒料剪下料、300kW 中頻加熱爐加熱、300 噸電動螺旋壓力機鍛造、100 噸沖床切邊，然后轉網帶正火線進行正火，再進行拋丸、探傷，最后進行機加工。

產品問題描述

20 多年來我們穩定生產了幾千萬件合格的拉桿接頭產品，該產品熱處理要求是正火處理，在某班次生產過程中卻發現302 件產品出現裂紋，故對本批產品立即進行隔離封存，具體裂紋照片如圖3 所示。

圖3 產品出現裂紋

產品問題原因分析

鍛件產生裂紋，不外乎兩種，一種是鍛造裂紋，另一種是熱處理裂紋。

鍛造裂紋也就是鍛造完成后產生的裂紋，這里面可能有兩種產生的原因，一種是鋼材本身的質量問題導致的，如常見的非金屬夾雜物、砂眼、劃痕、裂紋、縮孔、皮下氣泡、發紋、白點和夾層等，在鋼材的表面或者內部存在，經過鍛打反應在鍛件上。第二種情況就是鍛造過程產生的，譬如鍛打溫度過高、過低，加熱過程中產生過燒或者過熱組織，包括鍛打工藝問題(即預鍛和終鍛型腔不匹配)、操作不當(把坯料預鍛時打的太薄)，金屬流線出現紊流，模具出現龜裂，也會造成鍛件產生裂紋。

熱處理裂紋主要是淬火裂紋，也就是淬火后內應力超過了材料的抗拉強度而導致開裂，出現此現象，有這幾種可能。

⑴工件結構不合理、壁厚差別太大。

⑵淬火溫度太高、淬火液里冷卻時間太長。

⑶鋼種選用的淬火介質性質或者濃度不合適，淬火冷速太快。

⑷淬火液攪拌太劇烈等，這都增大了淬火內應力，進而可能產生淬火裂紋。再就是淬火后放置在空氣中時間太長，回火不夠及時，導致回火前或者在回火過程中開裂，當然這些都要從失效件中進行金相檢查、分析判斷。

該拉桿接頭因為是正火狀態，對整個生產工藝流程進行了檢查，沒有發現任何異常，所以沒有經過淬火過程，故可以排除熱處理導致的裂紋，后續重點從鍛造方面以人機料法環的方法進行分析，具體如表1所示。

表1 產品缺陷問題分析

通過分析可以看出，原材料缺陷是產生裂紋的主因，因此我們對裂紋處進行了檢測，發現存在脫碳現象，同時裂紋無明顯的方向性，在接頭的桿部及頭部都有，據此就要查原材料，我們對庫存材料進行了外觀檢查，發現部分材料表面存在類似劃傷的現象，有很多條劃痕，故對此材料按照GB/T 15711-2018 鋼材塔形發紋酸浸檢測方法進行了塔形發紋試驗，試驗結果一塊合格無發紋，另一件在階梯一有多條發紋，最長29mm，階梯三有多條細小發紋，故不合格，見圖4。

圖4 材料缺陷

因我們的工件是鍛件，故按照標準從該材料上取樣進行頂鍛試驗，從看到表面有多條劃痕的材料上取樣進行頂鍛，發現頂鍛后試樣上有裂縫(見頂鍛后照片)，從表面沒有劃痕的材料上取樣再次進行頂鍛試驗，試樣沒有任何缺陷，故判斷該批材料不合格并進行封存，出現此次質量問題的原因在原材料上。

整改和預防措施

⑴按照鋼材的國家標準嚴格控制鋼材的低倍組織要求，不得有目視所見的縮孔、夾雜、裂紋、白點和氣泡等缺陷，一般疏松、中心疏松、錠型疏松均符合各等級要求，確保鋼廠提供材料的一致性，減小發紋產生的數量及尺寸，有質量要求很高的工件建議與鋼廠簽訂獨立的協議材料，由鋼廠確保原材料的質量，這是最關鍵的也是最重要的。對于一般用戶如檢測能力薄弱的，則加強對原材料進貨檢驗的檢查要求，要求每批材料都要進行外觀檢查，且材料表面不得有目視可見的裂紋、折疊、結疤及夾雜，并進行隨機頂鍛試驗，將這作為一個進貨管控的要求。

⑵作為保安件，嚴格執行鍛件100%的探傷要求，確保合格出廠，這是必要的預防手段。

結束語

通過此次鍛件產生的裂紋問題，充分認識到質量問題永遠存在，防不勝防，一刻都不能放松，即便生產了幾千萬件沒有問題，也不代表以后沒有問題，標準只會越來越高、控制會越來越嚴，而在工藝執行方面必須真正做到位，不能蠻不在乎、隨意變動。當問題發生了，只有仔細檢查和分析，找出發生問題的根源，這樣就可以做到有效預防和管控。

——來源：《鍛造與沖壓》2021年第7期