Способ изготовления пружин из стали


 


Владельцы патента RU 2607860:

Общество с ограниченной ответственностью "Белфингрупп" (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении пружин из стали. Способ включает нагрев заготовки до температуры выше точки АС3, пластическую деформацию заготовки винтовым обжатием при температуре выше точки АС3, навивку заготовки в спираль, охлаждение спирали и отпуск спирали. После нагрева заготовки до температуры выше точки АС3 осуществляют ее выдержку при температуре нагрева в течение времени, обеспечивающего гомогенизацию высокотемпературной фазы стали перед пластической деформацией. Перед навивкой заготовки в спираль ее охлаждают до температуры начала мартенситного превращения с получением структуры заготовки с содержанием мартенситного зерна размером 100-300 нм. Обеспечивается получение дисперсной структуры с малым количеством дефектов и высокой прочностью. 2 з.п. ф-лы.

 

Способ изготовления пружин из стали.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении пружин из стали.

Из описания к изобретению "Способ изготовления упругих элементов" (авторское свидетельство SU 1169999, МПК4 C21D 9/02, C21D 8/00, опубликовано 30.07.85) известен способ изготовления пружин, включающий нагрев до температуры выше точки АС3 фазовых превращений, пластическую деформацию винтовым обжатием, закалку, навивку.

Из описания к изобретению "Способ изготовления упругих элементов с использованием метода анизотропного ориентирования наноструктуры в материале" (патент RU №2524028, МПК C21D 9/02, B21F 35/00, C21D 8/00, опубликовано 27.07.14) известен способ изготовления пружин из стали, выбранный в качестве прототипа, включающий нагрев заготовки до температуры выше точки АС3 фазовых превращений, пластическую деформацию заготовки винтовым обжатием, навивку спирали, закалку и отпуск.

Заявленное изобретение решает задачу расширения арсенала способов изготовления пружин из стали.

Поставленная задача решается способом изготовления пружин из стали, включающим нагрев заготовки до температуры выше точки АС3, пластическую деформацию заготовки винтовым обжатием при температуре выше точки АС3, навивку заготовки в спираль, охлаждение спирали, отпуск спирали, отличающимся от прототипа тем, что после нагрева заготовки до температуры выше точки АС3 осуществляют ее выдержку при температуре нагрева в течение времени, обеспечивающего гомогенизацию высокотемпературной фазы стали перед пластической деформацией, а перед навивкой заготовки в спираль ее охлаждают до температуры начала мартенситного превращения с получением структуры заготовки с содержанием мартенситного зерна размером 100-300 нм.

При этом температура, до которой осуществляют охлаждение заготовки перед навивкой, находится в пределах 350±50°С.

С целью обеспечения гомогенизации высокотемпературной фазы стали перед пластической деформацией заготовку целесообразно подвергнуть выдержке при температуре нагрева.

С целью дополнительного повышения эксплуатационной надежности пружины, пластическая деформация может быть осуществлена винтовым обжатием с закручиванием, при этом навивка заготовки в спираль осуществляют в направлении закручивания заготовки.

Изобретение может быть воплощено в процессе изготовления пружин, в котором стальную заготовку (пруток) нагревают до температуры выше точки АС3, после чего ее выдерживают при температуре выше точки АС3 в течение заданного времени с целью обеспечения гомогенизации высокотемпературной фазы стали. Нагретую заготовку подвергают пластической деформации винтовым обжатием, после чего охлаждают до температуры мартенситного превращения ниже температуры рекристаллизации, например до 350±50°С. Из охлажденной заготовки навивают спираль, которую остужают до температуры окружающей среды. Спираль подвергают процедуре отпуска.

Нагрев заготовки и выдержка ее при температуре, гомогенизирующей высокотемпературную фазу, выравнивает температуру по сечению заготовки и химический состав стали по содержанию в ней углерода и легирующих элементов. Введение гомогенизирующей выдержки позволяет нагревать заготовку до более низких температур, предотвратив рост зерна. Взаимосвязанные значения температур нагрева и гомогенизирующей выдержки должны исключать явление недогрева.

При пластической деформации нагретой заготовки аустенитное зерно еще в горячем состоянии измельчается до наноразмерного уровня, а охлаждение до температуры мартенситного превращения обеспечивает фазовое изменение структуры, т.е. переход в мартенситное состояние, что позволяет получить мартенситное зерно размером 100-300 нм.

При этом карбидная составляющая (цементит) находится в пределах 10-60 нм и равномерно расположена в мартенситной структуре. Помимо этого, при использовании в качестве заготовки горячекатаного прутка при деформации винтовым обжатием удаляется окалина, обеспечивая шероховатость прутка в диапазоне 2,5-10 мкм при точности прутка 9-10 квалитет, что соответствует холоднокалиброванной стали.

Деформация при навивке спирали в температурных диапазонах мартенситного превращения позволяют дополнительно измельчить зерна аустенитной фазы, в результате чего получается дисперсная структура, характеризующаяся большим количеством дефектов и высокой прочностью.

1. Способ изготовления пружин из стали, включающий нагрев заготовки до температуры выше точки АС3, пластическую деформацию заготовки винтовым обжатием при температуре выше точки АС3, навивку заготовки в спираль, охлаждение спирали и отпуск спирали, отличающийся тем, что после нагрева заготовки до температуры выше точки АС3 осуществляют ее выдержку при температуре нагрева в течение времени, обеспечивающего гомогенизацию высокотемпературной фазы стали перед пластической деформацией, а перед навивкой заготовки в спираль ее охлаждают до температуры начала мартенситного превращения с получением структуры заготовки с содержанием мартенситного зерна размером 100-300 нм.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед навивкой заготовку охлаждают до температуры, находящейся в пределах 350±50°С.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пластическую деформацию заготовки осуществляют винтовым обжатием с закручиванием, а навивку заготовки в спираль осуществляют в направлении закручивания заготовки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при упрочнении винтовых цилиндрических пружин сжатия. Для увеличения стабильности упругих свойств пружины и сокращения времени производственного цикла способ упрочнения цилиндрических пружин включает навивку пружины с шагом, превышающим шаг готовой пружины, термообработку, люмоконтроль, шлифовку торцов, дробеметную обработку, заневоливание и наклеп штамповкой наружной и внутренней поверхности пружины и по линии контакта витков между собой за одну операцию или раздельно.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при упрочнении винтовых цилиндрических пружин сжатия. Способ включает навивку пружины с шагом, превышающим шаг готовой пружины, термообработку, дробеметную обработку, люмоконтроль и шлифовку торцов термообработанной пружины.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении пружин из стали горячей навивкой. Способ включает нагрев заготовки до температуры выше точки AC3, выдержку заготовки при температуре выше точки AC3, навивку заготовки в спираль при температуре выше точки AC3, охлаждение спирали до температуры мартенситного превращения и отпуск.

Изобретение относится к области машиностроения. Для обеспечения точных геометрических размеров пружин и полной ликвидации брака по трещинам пластины изготавливают из стали 65С2ВА, собирают садку из пластин и осуществляют изотермическую закалку с выдержкой при температуре изотермы в селитре, отпуск и контроль по размерам твердости и трещинам, при этом садку из пластин собирают в пакеты, размещают собранные пакеты на несущее приспособление в виде стержня, к которому приварены перпендикулярно и симметрично ему прутки, осуществляют подогрев несущего приспособления с садкой в термошкафу при температуре 200-400°C, затем осуществляют нагрев садки под закалку с выдержкой пластин при температуре изотермы 300-340°C в течение 30 мин, а отпуск проводят при температуре 300-340°C, причем в каждой пластине выполняют два отверстия, а сборку пластин в пакеты проводят с обеспечением постоянных зазоров посредством втулок - прокладок через указанные отверстия на проволоку, диаметр которой соответствует диаметру отверстий в пластинах.
Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано в производстве пружин из закаливаемых марок стали. Для повышения качества пружин и снижения энергозатрат осуществляют скоростной нагрев прутка до температуры выше точки Ac3 фазовых превращений, пластическую деформацию прутка винтовым обжатием с закручиванием в направлении сжатия витка пружины, немедленную горячую навивку пружины при температуре выше Ac3 с немедленной повитковой закалкой и отпуск с обеспечением анизотропно ориентированной структуры стали.
Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, в частности к изготовлению пружинного изделия в виде упругой клеммы верхнего строения пути, подверженных высоким нагрузкам в эксплуатации.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении пружин сжатия. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в производстве пружин из стали. .

Изобретение относится к области машиностроения и термической обработки. .

Изобретение относится к сборочному производству автомобилестроения. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при упрочнении винтовых цилиндрических пружин сжатия. Для увеличения стабильности упругих свойств пружины и сокращения времени производственного цикла способ упрочнения цилиндрических пружин включает навивку пружины с шагом, превышающим шаг готовой пружины, термообработку, люмоконтроль, шлифовку торцов, дробеметную обработку, заневоливание и наклеп штамповкой наружной и внутренней поверхности пружины и по линии контакта витков между собой за одну операцию или раздельно.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при упрочнении винтовых цилиндрических пружин сжатия. Способ включает навивку пружины с шагом, превышающим шаг готовой пружины, термообработку, дробеметную обработку, люмоконтроль и шлифовку торцов термообработанной пружины.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для производства плоских ленточных пружин, в том числе спиральных, с заданной геометрией из бериллиевой бронзы.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве пружин из стали. Способ включает операции навивки, закалки, отпуска, дробеструйной обработки и заневоливания пружины, после чего производят наклеп внутренней поверхности пружин с использованием устройства упрочнения.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении пружин из стали горячей навивкой. Способ включает нагрев заготовки до температуры выше точки AC3, выдержку заготовки при температуре выше точки AC3, навивку заготовки в спираль при температуре выше точки AC3, охлаждение спирали до температуры мартенситного превращения и отпуск.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в производстве цилиндрических винтовых пружин сжатия из стали. Способ включает упрочнение внутренней поверхности витка пружины поверхностным наклепом.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для упрочнения винтовых цилиндрических пружин. Способ включает навивку пружины, термообработку, дробеметную обработку, заневоливание пружины или ее 3-5-кратное сжатие до соприкосновения витков и наклеп.

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована при производстве крупногабаритных пружин горячей навивкой. Способ включает подачу и нагрев навиваемого материала в виде стального прутка в индукторе до заданной температуры и закалку пружины.
Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано в производстве пружин из закаливаемых марок стали. Для повышения качества пружин и снижения энергозатрат осуществляют скоростной нагрев прутка до температуры выше точки Ac3 фазовых превращений, пластическую деформацию прутка винтовым обжатием с закручиванием в направлении сжатия витка пружины, немедленную горячую навивку пружины при температуре выше Ac3 с немедленной повитковой закалкой и отпуск с обеспечением анизотропно ориентированной структуры стали.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления винтовых пружин подвижного состава железнодорожного транспорта. Способ включает нагрев прутка, навивку пружины из прутка при температуре ее нагрева, закалку пружины, отпуск, осадку, шлифовку торцов пружин, дробеструйную обработку и контроль параметров пружин.

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована для производства пружин горячей навивкой. Устройство по первому варианту содержит оправку для навивки на нее пружины, шпиндель, связанный с приводами вращения оправки и ее осевого перемещения, и средство захвата конца заготовки, которое выполнено подвижным с возможностью приведения в действие посредством привода осевого перемещения оправки и содержит ползун с зацепом и рычаг, связанный посредством осей с ползуном и со штоком, размещенным внутри трубы, предназначенной для установки на ней оправки, и соединенным со шпинделем.
Наверх