Способ изготовления маложестких мембран

 

Изобретение может быть использовано в технологии приборостроения, в частности при изготовлении датчиков перепада давления . Способ предусматривает закалку с 920-940°С и дисперсионное твердение в фиксаторах при 720-740°С в вакууме не ниже мм рт, ст. Фиксаторы представляют собой вставки, выполненные из сплава, из которого изготовлены мембраны, и обработанные по заявляемым режимам.

СОК)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 22 F1/10,,С 21 D 9/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР

{ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ """ " )МИ

: - ""," 1,""-ТИОВяццу — -:. " ЕКЛ

1 (21) 4864796/02 (22) 10.09.90 (46) 07.01.93. Бюл. N 1 (71) Научно-исследовательский институт физических измерений (72) В.Г.Кафтанатьев, Л.Н.Иванова, А.Н.Никулин и В,А.Иванов (56) 1. Рачитадт А.Г, Термическая обработка в машиностроении, М., 1980, с.235 — 240.

2. Каменичный И.С. Краткий справочник технолога термиста. М., 1963, с. 188 — 189, Изобретение относится к технологии приборостроения в частности к способу получения маложестких высокоточных мембран датчиков перепада давления, В датчиках перепада давления требуется высокоточная плоскостность зеркала измерительной мембраны из сплава типа

36НХТЮ, при этс м поверхность детали должна быть без окисных пленок и иметь высо- кие механические свойства (верхний предел твердости, наивысший предел упругости).

Известны способы правки деформированных изделий (1). в которых предусмотрено механическое воздействие на них после термической обработки с принудительным фиксированием формы. Но этом нельзя достичь хорошей плоскостности, так как материал является упругим и после снятия механических воздействий мембрана приобретает прежнюю фоому.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ изготов. Ы 1786178 А1 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАЛОЖЕСТКИХ МЕМБРАН (57) Изобретение может быть использовано в технологии приборостроения, в частности при изготовлении датчиков перепада давления. Способ предусматривает закалку с

920-940 С и дисперсионное твердение в фиксаторах при 720 — 740 С в вакууме не ниже 10 мм рт, ст. Фиксаторы представляют собой вставки, выполненные из сплава, из которого изготовлены мембраны, и обработанные по заявляемым режимам. ления пластинчатых пружин при помощи термофиксации (2). Для этого ленту зажимают в приспособлении, имеющем форму готовой пружины, и прогревают в течение

20 — 30 мин при 350- 400 С, после чего охлаждают с приспособлением на воздухе. Однако известный способ имеет следующий недостаток. При изменении партии или плавки материала пружина, как правило, после разгрузки не имеэт требуемой по чертежу профиль. Поэтому приходится опытным путем подбирать форму приспособления.

Для обеспечения нужных требований чертежа приходится многократно изменять конструкцию. приспособления. Это приводит к излишним затратам и большой потере времени из-за увеличения продолжительности процесса технологической отработки. Каждая новая партия материала пружин требует повторной отработки технологического процесса, так как изменяется не только толщина ленты, но и ее химсостав. К тому же этот . метод не позволяет добиться высокой точности получения геометрических размеров.

1786178

Целью изобретения является повышение плоскостности зеркала мембраны и сокращение процесса изготовления.

Цель достигается тем, что по способу изготовления маложестких мембран из дисперсион но-твердеющих сплавов

36НХТЮ, включающему закалку с 920-950

С в воду, механическую обработку, дисперсионное твердение и термофиксацию, дис. персионное твердение совмещают с термофиксацией и проводят его в вакууме не ниже 1 ° 10 мм рт.ст. при 720 — 740 С в течение не менее 3 ч, а фиксацию мембран осуществляют вставками из этого же сплава, предварительно термообработанного по этим же режимам.

Предлагаемый способ изготовления маложестких мембран реализован следующим образом, Нагрев заготовок ведут в печи СНО-3 х

6 х 2/10 до температуры 920 — 950 С и охлаждают их в воде, После этого . заготовку точат на токарных станках, допуская при этом неплоскостность зеркала мембраны до 0,1.

Дисперсионное старение делается совместно с термофиксацией в вакуумной печи при вакууме не менее 1 ° 10 мм рт.ст, по

-з режиму 720 — 740 С в течение не менее 3 ч выдержки, Закладка мембран происходит в термофиксирующее приспособление между двумя вставками, Эти вставки проходят такой же режим термообработки заранее, Проведение полной термообработки actaвок до дисперсионного старения. мембран позволяет как бы натянуть ее зеркало, так как сплавы типа 36НХТЮ при этих режимах имеют свойства усадки. Получаемая плоскостность зеркала мембраны после такой термофиксации не превышает 0,05.

Выбор времени дисперсионного твердения более 3 ч и температуры 720 — 740 С вызвано. обеспечением высоких механических свойств (наивысший предел упругости, верхний предел твердости), которые достигаются при вышеуказанной длительности и температуре дисперсионного старения материала мембраны, именно в этих режимах материал притерпевает необходимые структурные преобразования.

Проведенные эксперименты показали для мембран из сплава 36НХТЮ следующую зависимость между температурой, временем выдержки и твердостью получаемых мембран в процессе дисперсионного старения:

t=710 С 2 ч твердость 32 НВСа т=710 С 3 ч твердость 32 ... 33 HRC

t=710 С 4 ч твердость 32 ... 34 НРСа

t=720 С 2 ч твердс сть 34 ... 36 HRC3 т=720 С 3 ч твердость 35 ... 42 HRC

t=720 С 4 ч твердость 35 „. 42 НВСа

t=730 С 2 ч твердость 35 „, 38 HRC

t=730 С 3 ч твердость 37 ... 42 НВСа

5 t=-730 С 4 ч твердость 37 ... 42 HRC3

t=740 С 2 ч твердость 35 ... 37 НВС, t=740 С 3 ч твердость 37.„42 НВСа

t=740 С 4 ч твердость.37 ... 42 НВС, t=750 С 2 ч твердость 35 ... 37 НВСа

10 t=750 С 3 ч твердость 35 ... 39 НВСа с=750 С 4 ч твердость 35 ... 39 HRC

Во время экспериментов установлено, что проведение дисперсионного твердения в вакууме ниже 1 ° 10 мм рт.ст. приводит к

15 появлению на поверхности мембран цветов побежалости, которые необходимо удалять травлением, электрополировкой или механическим путем, что нежелательно и удлиняет цикл изготовления мембран, 20 Стремление обеспечить высокую точность по плоскости зеркала мембран на токарных станках не дало положительного результата, Добиваясь на них неплоскостности не более 0,01, мембраны тут же коро25 бятся, как только бывают сняты с оправки токарного станка. При такой маложесткой конструкции резко сказываются внутренние напряжения.

Проведенные эксперименты показали, 30 что для мембран толщиной 0,2 — 0,7 диаметром 15 — 50 из сплава 36НХТЮ плоскостность после дисперсионного твердения следующая: температура 710 С плоскостность 0,07 и более температура 720 С плоскостность 0,05 температура 730 С плоскостность 0,02-0.05 температура 740 С плоскостность 0,05 температура 750" С плоскостность 0,06

40 т.е. наиболее полно внутрение напряжения снимаются в интервале температур 720740оС, Изобретение по сравнению с существующими способами обеспечивает высокую

45 точность плоскостности зеркала мембраны, что дает возможность повысить метрологи ческие характеристики датчиков перепада давлений; сокращает цикл изготовления мембраны, так как экономится время за счет

50 совмещения операций дисперсионного старения и термофиксации детали, Формула изобретения

Способ изготовления маложестких мембран из дисперсионно-твердеющих сплавов

55 типа 36НХТЮ, включающий закачку с 920950 С, в воду, механическую обработку, дисперсионное твердение и термофиксацию, отличающийся тем, что, с целью повышения плоскостности зеркала мембраны и сокращения процесса изготовления, 1786178

Составитель Л.Иванова

Техред М;Моргентал Корректор И.(дулла

Редактор А,Рожкова

Заказ 233 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 дисперсионное твердение совмещают с ран осуществляют вставками из того же термофиксаций и проводят его в вакууме не сплава, предварительно термообработанниже 1-10 мм рт,ст. при 720 — 740 С в тече- ного по этим же режимам, ние не менее трех часов, а фиксацию мемб