Способ изготовления деталей

 

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()981398 (61) Дололнительное к авт. евид-ву (22) Заявлено 21. 01. 81 (21) 3237442/22-02

РЦМ gw з с присоединением заявки М

С 21 D 9/02

Гос ударствемаый комитет

СССР по делам язебретеяай. а еицютий

{23) Приоритет(53) УДК 621..785. .79(088.8) Опубликовано 151282. бюллетень М 46

Дата опубликования описания 15, 12.82 (72) Авторы изобретения

В. В. Симочкин и Т. С. Рябова

Брянский завод ирригационных машин (73) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к металлургии и может бить использовано при обработке металлов давлением и термической обработкой деталей.

Известен способ изготовления пружин, включающий нагрев, формообразование с одновременной термообработкой (1).

Недостатком данного способа является отсутствие процесса измельчения зерна, т.е. отсутствует нагрев деталей в районе межкритических температур и термоциклирование. Процесс снижает трудоемкость. K тому же данный метод не может быть применен к изготовлению деталей, подобных тарельчатым пружинам.

Известен способ изготовления пружин, включающий горячую пластическую деформацию, формообразование при 300-650 С I 2).

Недостатком этого способа является применение горячей пластической деформации, а формообразование производят при температуре отпуска. При-. менение деформации при изготовлении тарельчатых пружин более сложно, чем термоциклирование, так как необходи? ма установка дополнительного оборудования. Кроме того, пластическая деформация деталей типа тарельчатых пружин технически сложна в осуществлении по сравнению с прокаткой и обжатием круглых профилей. .Твердость тарельчатых пружин по

ГОСТ 3057-79 составляет 44-50 НКС, что требует отпуск при 420-460еС.

Формообразование тарельчатых пружин из стали 60С2А толщиной 4-5 мм при этой температуре невозможно, так как тарельчатые пружины более жестки по сравнению с витыми, т.е. после изгиба пружин в штампах при 450460оС пружины возвращаются в плоское

15 первоначальное состояние или наблюдается очень незначительный прогиб.

Известен способ термической обработки деталей, включающий нагрев деталей под закалку до температуры

20 ниже линии Ас на 5-10" С, закалку в масле, отпуск при 300 или 400 С (для стали 60С2) 31.

Известен также способ термоциклической обработки деталей, включающий

25 многократный нагрев выше линии Ас< на 30-50 С и охлаждение ниже линии

Aq, на 50-80 С (4g.

Данные способы не.предусматривают штамповку деталей в процессе терми30 ческой обработки.

981398

По предлагаемому способу прототипу

47

4200

3950

8"9

6-7

6,4

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления рессор и пружин, вклвчаюцнй нагрев заготовки, формовку (штамповку) ее в горячем состоянии, охлаждение и отпуск f" 5). 5

Недостатком известного способа является то, что нагрев под штамповку осуществляется до закалочных температур, т.е. до температур выше Ас на 30-50 С, с длительной выдержкой 10 (время на прогрев, на штамповку, на закалку), в результате чего происходит рост величины зерна (особенно для стали 60С2) и снижение комплекса механических свойств. !5

Цель изобретения - повышение долговечности деталей, в частности, тарельчатых пружин.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления де-20 талей, преимущественно тарельчатых пружин, включающему нагрев деталей, формовку, закалку и отпуск, нагрев детали под формовку ведут до Ас (+

+ (30-50 С), формовку проводят в процессе охлаждЕния до Ar - (50-80 С), а с температуры конца формовки проводят нагрев до Ac - (5-10 С) и охЪ лаждение.

Нагрев деталей в области межкритических температур (Ac< -Асэ) и дальнейшая закалка с этих температур увеч личивает пластические и упругие свойства из-за меньшего роста зерна сталей (в том числе и стали 60С2А) по сравнению с закалкой от температур выше линии Асу, уменьшается обезуглероживание поверхностного слоя при более низ их температурах нагрева, что дополнительно увеличивает долговечность деталей, незначительное со- 40 держание феррита в окончательно закаленной стали от температуры на

5-10 С ниже Ас не уменьшает упругих свойств тарельчатых пружин (таблица).

Закалка деталей с более низких 45 температур (на 30-50 С вьпае Acg), т.е. от 760-81(Р С увеличивает содержание феррита в закаленной стали, понижает твердость до 40ЯКС и снижает усилие при прогибе до 3000 кгс, по- 5О этому закалку с температуры ниже линии Ас более чем на 10 С произво-. дить нельэя.

Свойства пружин FlC 80х50х5х1 По

Сталь 60С2А, ГОСТ 3057-79

Твердость, HR(:

Усилие при прогибе, P кгс

Величина зерна, балл

Высота пружины, h мм

Охлаждение можно осуцествлять и ниже линии Аг;1 более чем на 50-80 С, но это не сказывается на увеличении долговечности деталей, а только увеличивает продолжительность процесса, что нежелательно. Охлаждение до темиератур ниже Ar< менее чем на 50 С также нежелательно. так как не .успевают произойти структурные преврацения, т.е. аустенит;только частично распадается йа феррито-перлитовую смесь, его значительная часть находится лишь в состоянии переохлаждения, так как при этой температуре отсутствует выдержка. Таким. образом,, при нагреве под формовку выше линии

Ас„ на 30-50 С, при охлаждении ниже

Ar< на 50-8(Р С и при дальнейшем нагреве под закалку на 5-10 С ниже

Ас> идет процесс термоциклирования, что влечет уменьшение величины зерна.

Предлагаемый способ опробывается при изготовлении пружин НС 80х50х5х х1,5(ГОСТ 3057-79), изготовленных из стали 60С2А.

Пример. По прототипу пружины изготовляют следующим способом: нагрев в печи до 870ОС, выдержка для прогрева деталей," формовка в штампе с непосредственной закалкой в масле, отпуск при 420 С, очистка и статические испытания "заневоливание" согласно ГОСТ 3057-79.

По предлагаемому способу пружины изготовляют следующим образом: на-, грев в. печи до 780ОС, охлаждение пружин на воздухе до 600 С с одновременной штамповкой (формовкой), нагрев пружин от 600 С до 815 С и закал-, ка в воде, отпуск при 420 С, очистка и статические испытания "заневолква ние" согласно ГОСТ 3057-79.

Свойства па жни, полученные при изготовлении по прототипу и по предлагаемому способу., представлены в таблице.

Таким образом, увеличение усилия при прогибе пружин Р,2 и высоты пружин h> после статических испытаний, т.е. уменьшение остаточных деформаций после изготовления, увеличивает долговечность изготовленных деталей, 981398

Формула изобретения

Составитель A. Денисова

Редактор. A. Гулько Техред А.Бабинец Корректор Г. Решетник

Заказ 9637/38 Тираж 587 Подписйое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ изготовления деталей, преимущественно тарельчатых пружин, включающий нагрев деталей, формовку, закалку и отпуск, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения долговечности, нагрев детали под формовку ведут до Ac + (30-50 C), формовку проводят в процессе охлаждения до Ar -(50-804C), а с температуры конца формовки производят нагрев под закалку до Ас> -(5-10 С) и охлаждение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 210821, кл. С 21 D 9/02, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9 406917, кл. С 21 D 9/02, 1973.

3. Марченко В. Г. Закалка сталей из межкритических температур. "Металловедение и термическая обработка металлов", 1975, с. 57-58 °

4. Федюкин В. Г. Термоцикличес10 кая обработка сталей и чугунов. Л., йзд-во Ленинградского университета, 1977, с. 20-27 °

5. АссонОв A. Д. Технология тер мической обработки деталей машин. И., 15 "Машиностроение", 1969, с. 77-78.