Способ изготовления предварительно напряженных винтовых пружин из дисперсионнотвердеющих элинварных сплавов

 

ОП ИСАЙ И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 997932

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.04.81 (21) 3268496(25-12 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл з

В 21 F35/00

feeyaayereeeeanl кемлтет

СССР (53) УДК 621.791. .035 (088.8) Опубликовано 23.02.83. Бюллетень № 7

II0 делам лзебретений и еткрмткй

Дата опубликования описания 25.02.83 (72) Авторы изобретения

В. В. Шередин, А. А. Жигалко, В. П. Кузнецов и В. Т Архангельский (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННЫХ ВИНТОВЫХ ПРУЖИН

ИЗ ДИСПЕРСЦОННОТВЕРДЕЮЩИХ ЭЛИНВАРНЫХ

СПЛАВОВ

Изобретение относится к точному приборостроению, главным образом геофизическому и может быть использовано для изготовления пружин, уравновешивающих маятник длиннопериодного сейсмометра, где должны применяться винтовые пружины, обладающие высокой температурной и временной стабильностью упругих характеристик.

Известен способ изготовления пружин с поджатыми витками, согласно которому поджатие витков осуществляется за счет того, что проволоку одновременно с навивкой закручивают относительно ее оси (1(.

Недостатком данного -способа является неравномерность деформации проволоки, значительное изменение микроструктуры материала, вызванное пластической деформацией при кручении и навивке проволоки, что ведет к появлению микронеоднородностей отдельных участков пружины, возникновению концентраторов напряжений, заметному снижению упругих характеристик пружины, увеличению ползучести при воздействии долговременной знакопеременной нагрузки.

Наиболее -близким к предлагаемому спо-. собу изготовления предварительно напряженых винтовых пружин из дисперсионнотвердеющих элинварных сплавов является способ, согласно которому пружину навивают с шагом, превышающим диаметр проволоки в 2 — 4 раза, нагревают до 700 — 800 С, охлаждают на воздухе, перевивают пружину в обратном направлении с шагом, равным диаметру проволоки, затем осуществляют

1о стабилизирующий отпуск при 400 — 500 для снятия предварительного напряжения, после чего проводят заневоливание (2).

Однако известный способ не позволяет получать пружины со стабильными упругими свойствами. Это обусловлено тем, что

f5 при навивке пружины с шагом, равным 2 — 4 диаметрам проволоки, значительно увелиЧивается ее длина и при последующем отпуске витки пружин подвергаются воздействйю отличающихся друг от друга температур, что приводит к возникновению различного структурного состояния материала по длине пружины. С другой стороны пружина, навитая с шагом, равным 2 — 4 диаметра проволоки, при перевивке получается с черезмер997932

Формула изобретения

Составитель Л. Ломтев

Техред И. Верес Корректор Ю. Макаренко

Тираж 684 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 36, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Т. Кугрышева

Заказ 1014/16 но деформированной и искаженной структурой материала. Высокая температура отпуска с последующим охлаждением на воздухе способствует возникновению неравномерного слоя окалины, которая при перевивке пружины частично удаляется. Это при- водит к изменению сечения материала, увеличению количества концентраторов напряжений, ухудшает стабильность пружины.

Последующий стабилизирующий отпуск при

400 — 500 С не обеспечивает постоянства упругих характеристик. В длиннопериод ом сей смо метре это обстоятельство ведет к неустойчивости маятника, что ограничивает точность полученной информации.

Целью изобретения является повышение качества пружины за счет обеспечения по- 15 стоянства упругих свойств пружины.

Поставленная цель достигается тем, что навивку пружины осуществляют с шагом, равным диаметру проволоки, после перевивки пружину подвергают калибровке рас- 2О тяжением при пластической деформации

0,05 — 0,1 /0, а стабилизирующий отпуск осуществляют в вакууме на оправке диаметром на 1 — 2 мм больше внутреннего диаметра пружины.

Пружины после изготовления необхо- 25 димо хранить в нагруженном до рабочих напряжений состоянии. Пример. Из проволоки диаметром 1,5 мм сплава 45НХТ изготовляются пружины длиной 77 мм и диаметром 25 мм.

Навивку пружин осуществляют с шагом

l,5 мм на токарном станке на вращающуюся оправку диаметром 20 мм при помощи латунного упора, закрепленного в резцодержателе. Полученные пружины надевают на оправку диаметром 27 мм, поджимают витки гайкой до соприкосновения и проводят отпуск в вакуумной печи при 690 С в течение

4 ч с охлаждением в ней до 100 С и далее на воздухе.

Затем пружины перевивают в обратную сторону с шагом 1,5 мм на токарном стан- 40 ке на вращающуюся оправку диаметром

19 мм при помоши латунного упора, закрепленного в резцодержателе. Полученные пружины закрепляют с одного конца, а к другому подвешивают груз 2,8 — 3,5 кг.

Затем пружины подвергают стабилизирующему отпуску на цилиндрической оправке в вакуумной печи при 400 С в течение

2 ч и электрополировке на приспособлении, обеспечивающем зазор между витками -1 мм и подвод тока к каждому витку. Для равномерного снятия слоя металла 5 — 10 мкм пружины в процессе электрополировки 4 раза поворачивают в приспособлении. После этого проводят тепловое заневолйвание путем растяжения пружины на длину 140 мм и выдержки в таком состоянии при 150.С в течение 10 ч. а последующее стабилизирующее старение — при напряжении

«с 20 кгс/мм с выдержкой при 120 С в течение 10 ч.

Пружины из сплава 45НХТ изготовленные предлагаемым способом, имеют суммарную нестабильность не более 0,003 /о в год при напряжениях 20 — 35 кгс/см, в то время как нестабильность пружин, изготовленных известным способом составляет 0,05 /в в год при тех же рабочих напряжениях.

Способ изготовления предварительно напряженных винтовых пружин из дисперсионнотвердеющих элинварных сплавов, заключающийся в навивке пружины, отпуске, перевивке пружины в обратном направлении с шагом, равным диаметру проволоки, стабилизирующем отпуске при 400 — 500 С и заневоливании, отличающийся тем, что, с целью повышения качества пружины за счет обеспечения постоянства упругих свойств, навивку пружины осуществляют с шагом, равным диаметру проволоки, после перевивки пружину подвергают калибровке растяжением при пластической деформации

0,05 — 0,1о/о, а стабилизирующий отпуск осуществляют в вакууме на оправке диаметром на 1 — 2 мм больше внутреннего диаметра пружины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 316809, кл. В 21 F 35/00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 522882, кл. В 21 F 3/04, 1975.