Qualität von Schraubenfedern: werkstofftechnische und technologische Massnahmen = Quality of coil springs
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WERKSTOFFTECHNISCHE UND TECHNOLOGISCHE MASSNAHMEN QUALITY OF COIL SPRINGS
MATERIAL PROCESSING AND TECHNOLOGICAL MEASURES TRANSLATORS FROM THE
GERMAN VERSION: DR. CLAUS G. GOETZEL MRS. LILO K. GOETZEL PORTOLAVALLEY,
CALIFORNIA TECHNICAL EDITOR: DR. HARRY WACHOB SENIOR METALLURGICAL
ENGINEER FAILURE ANALYSIS ASSOCIATES PALO ALTO, CALIFORNIA S DR.
RIEDERERVERLAG, STUTTGART 1987 INHALT CONTENTS 1. 2. 3. 3.1 3.1.1 3.1.2
3.1.2.1 3.1.2.2 3.1.2.3 3.1.3 3.1.3.1 3.1.3.2 3.1.3.3 3.1.4 3.1.4.1
3.1.4.2 3.1.4.3 3.1.5 3.1.5.1 3.1.5.2 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5
4. 4.1 4.2 4.3 EINLEITUNG GRUNDSAETZLICHES UEBER SCHRAUBENFEDERN AUS DER
SICHT DER SCHADENSANALYSE HERSTELLUNG VON SCHRAUBENFEDERN HERSTELLUNG
DES FEDERDRAHTES ERSCHMELZUNG UND GIESSEN DES VORMATERIALS VERARBEITUNG
IM WALZWERK VORWALZEN DRAHTWALZEN SCHAELEN ZERSTOERUNGSFREIE PRUEFUNGEN IM
WALZWERK MAGNETISCHE RISSPRUEFUNG DER KNUEPPEL ULTRASCHALLPRUEFUNG PRUEFUNG
AUF QUERRISSE NACH DEM DIFFERENZSPULENVERFAHREN ZIEHEN PATENTIERTER
DRAHT OELSCHLUSSVERGUETETER DRAHT NICHTROSTENDER DRAHT PRUEFUNGEN DES
DRAHTES ZERSTOERUNGSFREIE PRUEFUNG ZERSTOERENDE PRUEFUNG HERSTELLUNG DER
FEDER WARMGEWICKELTE FEDER KALTGEWICKELTE FEDER KUGELSTRAHLBEHANDLUNG
WARMSETZEN KORROSIONSSCHUTZ BEANSPRUCHUNG DER SCHRAUBENFEDER ARTEN DER
BEANSPRUCHUNG, DEREN VERTEILUNG UND HOEHE ZULAESSIGE SPANNUNGEN
ZUSAETZLICHE SPANNUNGEN DURCH DIE EIGENSCHWINGUNG SEITE 5 6 9 9 9 10 10
10 10 11 11 11 11 11 11 12 12 12 12 13 13 13 14 15 15 16 17 17 18 19 1.
2. 3. 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.2.1 3.1.2.2 3.1.2.3 3.1.3 3.1.3.1 3.1.3.2
3.1.3.3 3.1.4 3.1.4.1 3.1.4.2 3.1.4.3 3.1.5 3.1.5.1 3.1.5.2 3.2 3.2.1
3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 4. 4.1 4.2 4.3 PAGE INTRODUCTION FUNDAMENTALS OF
COIL SPRINGS FROM THE POINT OF VIEW OF FAILURE ANALYSIS PRODUCTION OF
COIL SPRINGS PRODUCTION OF SPRING WIRE MELTING AND CASTING OF RAW
MATERIAL PROCESSING IN THE ROLLING MILL BREAKDOWN ROLLING WIRE ROLLING
STRIPPING NONDESTRUCTIVE TESTING IN THE ROLLING MILL MAGNETIC PARTICLE
INSPECTION OF THE BILLETS ULTRASONIC TESTING EDDY CURRENT INSPECTION FOR
THE DETERMINATION OF TRANSVERSE CRACKS DRAWING PATENTED OR BAINITIC
HARDENEDWIRE OIL-QUENCHED ANDTEMPEREDWIRE STAINLESS STEEL WIRE TESTING
OF WIRE NONDESTRUCTIVE TESTING DESTRUCTIVE TESTING PRODUCTION OF THE
SPRING HOT COILED SPRING COLD COILED SPRING SHOT PEENINGTREATMENT WARM
SETTING CORROSION PROTECTION STRESS STATES IN COIL SPRINGS TYPES OF
STRESS, THEIR DISTRIBUTION AND MAGNITUDE ALLOWABLE STRESSES ADDITIONAL
STRESSES INTRODUCED BY RESONANT FREQUENCY VIBRATION 5 6 9 9 9 10 10 10
10 11 11 11 11 11 11 12 12 12 12 13 13 13 14 15 15 16 17 17 18 19 SEITE
PAGE 5.1 5.1.1 5.1.1.1 5.1.1.2 5.1.1.3 5.1.2 5.1.2.1 5.1.2.2 5.1.2.3
5.1.2.4 5.1.2.5 5.1.3 5.1.3.1 5.1.3.2 5.1.3.3 5.1.3.4 5.1.4 5.2 5.2.1
5.2.1.1 5.2.1.2 5.2.1.3 5.2.2 5.2.2.1 5.2.2.2 5.2.2.3 5.2.2.4 5.2.2.5
5.2.2.6 RASTERELEKTRONENMIKROSKOPISCHE SCHADENSUNTERSUCHUNGEN 21
FEDERBRUECHE, DIE DURCH HERSTELLUNGSFEHLER VERURSACHT WURDEN 21
METALLURGISCHE FEHLER 21 REST- ODER FADENLUNKER 21 INNERE TRENNUNGEN MIT
SCHLACKENANREICHERUNGEN 25 EINZELNE SCHLACKENEINSCHLUESSE UNZULAESSIGER
ART UND GROESSE 31 DRAHTHERSTELLUNGSFEHLER 37 KNOPF-FEHLER (KURZE
UEBERWALZUNGEN) 37 BESCHAEDIGUNGEN DURCH EINGEDRUECKTE FREMDKOERPER 44
ZIEHRISSE 48 LAENGSTRENNUNGEN 0,04 MM TIEFE 50
LAENGSTRENNUNGEN/LAENGSRISSE 0,04 MM TIEFE 55 EINFLUESSE DURCH
OBERFLAECHENBEHANDLUNGEN 60 WASSERSTOFFVERSPROEDUNG 60 UNZUREICHEND
GESTRAHLTE OBERFLAECHE 67 UEBERSTRAHLTE OBERFLAECHE 69 KONTAKTSTELLEN 72
MECHANISCHE BESCHAEDIGUNGEN 74 FEDERBRUECHE, DIE DURCH BETRIEBSBEDINGUNGEN
VERURSACHT WURDEN 77 SCHAEDIGUNG DURCH AEUSSERE EINFLUESSE 77
LOCHFRASSKORROSION 77 GLEICHMAESSIGE KORROSION 81 ABRASIVERVERSCHLEISS DURCH
FREMDKOERPER-EINWIRKUNG 86 BEANSPRUCHUNG 90 UEBERBEANSPRUCHUNG, FEDER AUS
OELSCHLUSSVERGUETETEM DRAHT, KUGELGESTRAHLT 90 UEBERBEANSPRUCHUNG, FEDER AUS
PATENTIERTEM UND KALTGEZOGENEM DRAHT 95 SCHWIRREN DER FEDER 99 BIEGUNG
102 SCHAEDIGUNGEN IN SCHEUERSPUREN 104 BRUCH AM WINDUNGSENDE 111 5.
FAILURE ANALYSIS USING SCANNING ELECTRON MICROSCOPY 21 5.1 SPRING
FRACTURES CAUSED BY PRODUCTION ERRORS 21 5.1.1 METALLURGICAL DEFECTS 21
5.1.1.1 RESIDUAL CAVITIES, PIPES 21 5.1.1.2 INTERNAL SEPARATIONS WITH
SLAG ENRICHMENT 25 5.1.1.3 INDIVIDUAL SLAG INCLUSIONS OF UNALLOWABLE
TYPE AND SIZE 31 5.1.2 WIRE PRODUCTION DEFECTS 37 5.1.2.1 BUTTON FAULTS
(SHORT LAPS) 37 5.1.2.2 DAMAGE CAUSED BY PRESSED-IN FOREIGN PARTICLES 44
5.1.2.3 DRAWING CRACKS 48 5.1.2.4 LONGITUDINAL SEPARATIONS 0.04 MM
DEEP 50 5.1.2.5 LONGITUDINAL SEPARATIONS/CRACKS 0.04 MM DEEP 55 5.1.3
EFFECT OF SURFACE TREATMENTS 60 5.1.3.1 HYDROGEN EMBRITTLEMENT 60
5.1.3.2 INSUFFICIENTLY SHOT PEENED SURFACE 67 5.1.3.3 EXCESSIVELY SHOT
PEENED SURFACE 69 5.1.3.4 CONTACT POINTS 72 5.1.4 MECHANICAL DAMAGE 74
5.2 SPRING FRACTURES CAUSED BY SERVICE CONDITIONS 77 5.2.1 D AMAGE AS A
RESULT OF EXTERNAL FACTORS 77 5.2.1.1 PITTING CORROSION 77 5.2.1.2
UNIFORM CORROSION 81 5.2.1.3 ABRASIVE WEAR AS A RESULT OF FOREIGN
PARTICLES 86 5.2.2 STRESS 90 5.2.2.1 OVERLOADING, SPRINGS OF OIL
QUENCHED AND TEMPEREDWIRE, SHOT PEENED 90 5.2.2.2 OVERLOADING, SPRINGS
OF PATENTED AND COLD DRAWN WIRE 95 5.2.2.3 RESONANT FREQUENCY VIBRATION
OF THE SPRING 99 5.2.2.4 BENDING 102 5.2.2.5 FAILURES IN CHAFING MARKS
104 5.2.2.6 FRACTURE AT THE COIL END 111 LITERATUR 113 LITERATURE 113
SACHWORTVERZEICHNIS 114 KEYWORD INDEX 116
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