Способ изготовления пружин из дисперсионно-твердеющих сплавов и сталей

 

Изобретение позволяет повысить качество пружин и производительность процесса. Изготовление пружин из сплавов и сталей, полностью или частично сохранивших горячекатаную структуру, обеспечивает получение высокой стойкости металла к релаксации и ползучести, что обусловливает стабильность геометрических и нагрузочных параметров пружин при их работе. Способ включает формообразование пружины, закалку, отпуск в напряженном состоянии. Закалку заготовки производят перед навивкой пружины, а отпуск-после навивки при относительной упругой осадке пружины в пределах 5-25%. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (() 4 В 21 Е 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИ,ЦЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2I) 4279880/25-12 (22) 07.07.87 (46) 23.07.89. Бюл. № 27 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт метизной промышленности (72) Г. Н. Гурьянов, М. С. Ахадов, Х. Ю, Ахмедов и О. С. Думинова (53) 627.778.28 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1014936, кл. С 21 D 9, 02, 1985.

Изобретение относится к производству пр,жин из легированных сталей и сплавов, преимущественно из дисперсионно-твердеюL?L?? х.

Цель изобретения — повышение качества и производительности.

В известном способе после закалки и отпуска производят осадку и заневоливание пружин при отрицательных температурах, в предлагаемом способе отпуск под напряжением является единственной и окончательной обработкой после навивки пружин, осуществляется при относительной упругой осадке пружин в пределах 5 — 25%. В предлагаемом способе закалку обрабатываемой заготовки производят до навивки пружин, а отпуск без нагрузки не проводят.

Навивка пружин после закалки заготовки происходит устойчиво вследствие высокой пластичности сплава. (овместное действие температуры и напряжений обеспечивает в

„„SU,,» 1494995 А1

2 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРУЖИН

ИЗ ДИСПЕРСИОННО-ТВЕРДЕЮЩИХ

СПЛАВОВ И СТАЛЕИ (57) Изобретение позволяет повысить качество пружин и производительность процесса. Изготовление пружин из сплавов и сталей, полностью или частично сохранивших горячекатаную структуру, обеспечивает получение высокой стойкости металла к релаксации и ползучести, что обусловливает стабильность геометрических и нагрузочных параметров пружин при их работе. Способ включает формообразование пружины, закалку, отпуск в напряженном состоянии, Закалку заготовки производят перед навивкой пружины, а отпуск после навивки при относительной упругой осадке пружины в пределах 5 — 25%. 1 табл. объеме сплава определенн) ю ориентировку протекания процесса д??л?ерсионного твердсния ?lo отношения к внешней нагрузке при за невол и вани и. В резул ьтате соз чается анизотропная структура твердения. Упругая осадка менее 5% не обеспечивает достаточных напряжений для направленного старения сплава. Осадка с появлением остаточной деформации не приводит к заметному повышению стабильности упругих свойств пружин, вызывает черезмерное изменение геометрических параметров пружины, заданных при ее навивке.

Пример. Для изготовления винтовых цилиндрических пружин сжатия используют горячекатаную заготовку (канатку) диаметром 6,5 мм из дисперсионно-твердекнцего сплава ХН40МДТЮ следующего химического состава, %: C(0,04; Si,Ìï(0,80; Cr 14,017,0; ?? l 39,0-42,0; I i 2,5 — 3,2; Л I 0,7-1,2;

Мо 4,5-6,0; Си 2,7-3,3; S(0,020; P(0,035;

494995

Формула изобрет(ния

Стабильность пружин, Величина осадки при Относительное изме нение высоты после эаневоливания, заневоливании, h, -)з

« h=100 †-- 7.

h, Но-Н

b Н= 100 — — — 7.

Н, Но 1та

Но

4,0

3,6

2,6

2 1

1,5

0,9

0,7

0,8

О

1,4

2,0

3,1

8,2

14,4

24,0

30,1

46,9

3

70 (. оста н и < еа н "<. k< но<ро н то н

Редактор (. 11атр<< шева Тсхред И. Н< рес Коррс ктор Л 11атай

Заказ 4153<6 Тираж 57> !1одпи снос

ВНИИ!!И Госс дарственного ко ° <и<ст«по изобретения«< и о > крн<тии ч при К! IТ <.<(:Р

1 13035, Москва, Ж 35, Рас шскан наб, д. 4<5!

1роизводственно-издат(аьский к<»ибин;<т «11агснт», г. У кгород, уа Гагарина, 101

3

Ее остал ьное. Катан ку подвергают кал ибрующей протяжке на диаметр 6,0 мм. Затем проводят закалку по режиму: выдержка

40 мин при 1050 с последующим охлаждением в воде. Пружины навивают на оправке диаметром ЗО мм. Угол подъема витков пружины 12, количество витков 10. При навивке пружин из закаленной заготовки не наблюдают разрушений, не происходит образования поверхностных трещин. Структура заготовки представляет аустенит с включениями карбидов. При формообразовании пружин из заготовки, не подвергнутой закалке, наблюдают случаи образования поверхностных трещин и разрушения заготовки. В аустенитной матрице неза каленной заготовки обнаружены включения 1> — фазы стержней формы.

Пружины, навитые из закаленного сплава, заневоливают при различной относительной осадке ЬН=100(Но — О) /Hp, % и температуре 650 С в течение 3 ч (Hp,H — высота пружины после навивки и при заневоливании). После заневоливания замеряют высоту пружины hp, Термообработанные при различной осадке пружины осаживают до соприкосновения витков и в таком состоянии выдерживают 12 ч при 400 С. По истечении

12 ч определяют высоту пружины h и оценивают стабильность геометрических параметров по формуле Ah=100(hp — h)/hp, %. В табл и це п р и веде н ы результат ы иссл едова н и я.

Интенсивное повышение стабильности пружин (>>

ЬН с 5% до 25%. При напряжениях заневоливания, вызывающих заметное появление остаточной деформации пружин (при 6Н)

)50%), ускоряются процессы ползучести и релаксации, ведущие к значительному изменению первоначальной высоты пружины Но, что создает затруднение при задании необходимой геометрии пружины.

В таблице даны также значения величины относительной осадки пружины в процессе заневоливания М>=100(Hp — 1p) /Оо, %, которые показывают рост скорости процессов ползучести и релаксации с увеличением относительной осадки при заневоливании (динамическом старении дисперсион15 но-твердеющего сплава).

Предлагаемый способ позволяет получить качественные пружины из горячекатаной заготовки, используя простые, менее трудоемкие операции, чем у известного способа.

Способ изготовления пружин из дисперсиоино-твердеющих сплавов и сталей, сохранивших горячекатаную сз руктуру, включающий формирование заготовки пружины, закалку, отпуск в напряженном сос;оянии с последу ю(цим заневол иванием, отлича>ощийся тем, что, с целью повышения ка .ества и производительности, закалку заготовки производят перед навивкой пружины, а от30 пуск после навивки производят при отн( сительной упругой осадке пружины в (rpeде лах 5- 25%.