Способ изготовления предварительно напряженных винтовых пружин из дисперсионно-твердеющих элинварных сплавов

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЁДВА;РИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ ВИНТОВЫХ ПРУЖИН ИЗ ДИСПЕРСИОННО-ТВЕРДЕЩИХ ЭЛИНВАР-НЫХ СПЛАВОВ, включающий навивку пружин с последующим отпуском при 690.С в течение 4 ч, а также две перевивки пружин в противоположных направлениях и отпуск при 500-600 С, после чего проводят калибровку, стабилизиру;кндий отпуск и заневоливание, о т л иличающийся тем, что, с целью уменьшения длины пружины путем увеличения предварительного поджатия пружин и повышения их качества путем повышения упругих характеристик, после навивки проводят отпуск при 500600 С в течение 0,5-1 ч,а перевивки проводят соответственно после отпуска при 500-600 С, причем перевивки проводят с шагом, составляющим 1,33 ,0 диаметра проволоки. § W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) 1511 4 В 21 F 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21} 3882994/25-12 (22} 08.04.85 (46) 23.11.86. Бюл. У 43 (72) В.В. Шередин, А.А. Жигалко, .В.П. Кузнецов и Г,А, Игнатьев

i(53) 621,778.28(088 .8)

,(56) Авторское свидетельство СССР

У 1152109, кл. В 21 F 35/00s 1984.

:(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕДВА, РИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ ВИНТОВЫХ ПРУЖИН

ИЗ ДИСПЕРСИОННО-ТВЕРДЕЮЩИХ ЭЛИНВАР-. .НЫХ СПЛАВОВ, включающий навивку пружин споследующнм отпуском при 690 С .в течение 4 ч, а также две перевивки пружин в противоположных направлениях и отпуск при 500-600 С, после че» го проводят калибровку, стабилизиру;ющий отпуск и заневоливание, о т л ил и ч а ю шийся тем, что,, с целью уменьшения длины пружины путем увеличенИя предварительного поджатия пружин и повыпения их качества путем повыпения упругих характеристик, пос" ле навивки проводят отпуск при 500600 С в течение 0,5-1 ч,а перевивки проводят соответственно после отпуска при 500-600 С, причем перевивки проводят с шагом, составляющим 1,33,0 диаметра проволоки.

l27l6l7!

5 мм на токарном станке на вращающуюся со скоростью 14 об/мин оправку диаметром 28 мм при помощи латунного упора, Изготовленные пружины калибруют растяжением под действием груза весом 14 — 16 кгс. Откалиброванные пружины насажинают на оправки диамет- 4 ром 33 мм, поджимают витки до соприэлектрополирования пружины трижды по55 ворачинают в приспособлении.

Изобретение относится к способам изготовления предварительно напряженных винтовых пружин из цисперсионнотвердеющих элинварных спланон, обладающих высокой стабильностью упругих характеристик, которые могут использоваться в уравновешивающих устройствах маятников длиннопериодных сейсмометров, Целью изобретения является уменьшение длины пружины путем увеличения предварительного поджатия пружин и повышения их качества путем повьппения упругих характеристик, Пример. Из проволоки сплава

44НХТЮ диаметром 3,0 мм изготавливают пружины с наружным диаметром 39мм, длиной 171 мм.

Пружину навинают на токарном станке на вращающуЮся оправку диаметром 34 мм с шагом 3 мм с помощью латунно!"о упора, закрепленного в резцедержателе. Полученные пружины обеэжиривают и насаживают на оправки диаметром 41 мм, поджимают витки до соприкосновения и проводят отпуск в вакуо, уме при 550 С,в течение 1 ч.

После отпуска пружины перенинают в противоположную сторону с шагом 8 мм на токарном станке на вращающуюся со ЗО скоростью 14 об/мин оправку диаметром 30 мм при помощи латунного упора.

Затем пружины обезжиривают, насаживают на оправки диаметром 25 мм и проводят отпуск в вакууме при 690 С в течение 4 ч, Полученные пружины после осветления дополнительно перевивают с шагом коснонения и проводят стабилизирующий отпуск при 450 С в течение 2 ч. После отпуска пружины электрополируют. Для равномерного снятия слоя металла 510 мкм электрополиронание пружин проводят на приспособлении, обеспечивающим зазор между витками 3 мм и подвод тока к каждому витку, в процессе

Затем проводят тепловое заневоливание, пружины растягивают на длину

210 мм и выдерживают н таком состояо нии и течение 10 ч при 150 С, Окончательное стабилизирующее старение у п ужин проводят при напряжении р 2 о

30 кгс/мм с выдержкой при 120 С н течение 10 ч.

При исследовании пружин, изготонленных из сплавов 44HXTfO предлагаемым способом, их отрицательная длина !

50-170 мм, усилие преднарительного поджатия 7,5-8,2 кгс, удлинение иэза изменения упругих свойств в течение 1 года при рабочих напряжениях

20-25 кгс/мм составляет не более

1,1 10 м, т.е ° суммарная нестабильность пружин составляет менее 0,0006Х н год, Перевивка пружин с шагом, составляющим 1,3-3,0 диаметра проволоки, увеличивает степень деформации материала, способствует созданию равномерной мелкозернистой структуры, увеличению усилия поджатия и,, соответственно, отрицательной длины I равной 0,5-1,0 Я что иллюстрируется силовой характеристикой таких пружин.

В табл.! показано изменение усилия поджатия и отрицательной длины от шага перенивки пружины.

Увеличивать шаг перевинки пружины более 3 диаметров проволоки нецеI лесообразно, так как усилие предвари-, тельного поджатия остается на том же уровне, вместе с тем наблюдается повышенный износ латунного упора, кроме того, пружина получается неравиомерной.по диаметру °

При шаге перевивки меньше 1,3 диаметра проволоки усилие предварительного поджатия практически не изменяется, Предел упругости (7, проволо1 ки сплава 44НХТ!О диаметром 3,0 мм в зависимости от температуры дополнительного отпуска и его продолжитель ности приведен в табл.2, Как видно из табл.2, выход за нижний предел укаэанного интервала вре-мени <0,5 ч) и температуры (500 C) не обеспечивает понышения предела упругости 6п пп,, а увеличение вреI мени выдержки более l ч и температуры более 700 С нецелесообразно, так как значения предела упругости или остаются постоянными, или уменьшаются.

В табл.3 приведены характеристики пружин, изготовленных разными способами, з 12716! 7

Из табл.3 видно, что предлагаемый способ не только увеличивает усилие, поджатия, но и позволяет снизить суммарную нестабильность, Таблица 1

Показатели при шаге перевивки пружины, в диаметрах проволоки

Характеристики пружин (I i Е ) 1в3 1е5 2 ° 0 2е5 3 ° 0 Зе5,О 1,1

1,2

8 1 8,0 8,0

7,5 7,9 8,0

30 35 40

-149 -166 -170 -170 -170 -170

+42 +21 0

Таблица 2

Время выдержки, ч кгс/мм после дополнительного отпуска, деформации, отпуска при t / 680-700 C u его продолжительности, ч

2,5 3,0 3,5 4,0 . 4,5 го от; пуска, С

90 91 91.

0,25

0 5

91

475

0,75

93

1,0

1,25

94 92

98

0,25

99 99

0,5

101 101 100

500

0,75

100 10!

101 99

101

li0

100

96

1,25

101 98

100

99

0,25

98

0,5

1 00

100

0,75

600

100

100

10О

1,0

Усилие предвари" тельного поджатия, кгс

Ф

Отрицатель ная длина пружины, мм

Температура дополнительно92 92

92 92

94 92

97 99

101 101

l 02 102

102 102!

27!617

Продолжение табл.2.

Время выдержкии, ч кгc/ìì после дополнительного отпуска, деформации, отпуска при t / 680-700 С и его продолжительности, ч

Температура дополни тельно1

4,0 4,5

3,5

2)5 3,0

ro от,пуска, С

I02

102 IOI

98 97

102 )02 !

00 98

99 97

99 97

98 98

97 97

0,25

99

0 5

100 )00

101

700

0,75

102

102

1)0

10!!

1,25

98

0,25

0,5

96.97

727

0,75

96

96 97

1)0

95

95 96

1,25

93

Таблица 3

Наименование характери стики пружин пособ изготовления пружин

Известный

Предлагаемый

Суммарная нестабильность)

7/год

0,003 0,0008 0,0006

Усилие предварительного поджатия, кгс

4,0

3,0

8,0

Отрицательная длина пружины, мм 0

+42

-170