Способ термической обработки упругих элементов

Способ термической обработки упругих элементов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

OnИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

CoIo3 Сеаетскик

Социалистическин

Республик

<п740843

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 01.12.77 (2() 2550429/22-02 (51)М. Кл.

С 21 О 9/02 с присоединением заявки М

Госудврстввннь| комитет

СССР (23 } Приоритет по лелвк нзвбрвтеннй и открытнй

Опубликовано 15.06.8о. Бюллетень Ж 22 (53) УД К 621. .7 85.79 (088.8) Дата опубликования описания 18.06.80

А. И. Критская, А. Г. Рахштадт, P. Я. Васильева, Г. А. Мелкова, В. М. Верин, Д. 3. Каневский и Н. М. Батуева (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПССОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ

-1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при уп» рочнении стальных упругих элементов, у которых наряду с высокими упругими свойствами должно быть обеспечено определенное усилие, не изменяюшееся в про- 5 цессе работы упругого элемента.

В современном машиностроении, а именно в приборостроении, длч изготовления упругих элементов применяются пружинные стали, обычно упрочняемые термической обработкой, заключаюшейся в за калке и отп ус ке.

Для ответственных упругих элементов

15 из пружинных сталей известен способ упрочнения с помошью механикотермической ° обработки, заключаюшийся в закалке, низкотемпературиом отпуске, деформ ировапии при напряжениях, соответствуюших

20 пределу текучести + 10,-. и температуре, пе п к вьн;:.аюшей 250 С, нагреве до температуры окончательного упрочнения материала при термической обработке явно недостаточно и поэтому долговечность пружин низка.

Uenb изобретения — увеличение долго-" вечности упругих элементов путем совме.пения в них стабильной субструктуры с заданнь;м уровнем и эпюрой остаточных напряжений.

Поставленная цель достигается тем, что в способе упрочнения упругих элементов, включаюшем закалку, низкотемпературный отпуск для снятия хрупкости, деформирование при повышенной температуре с последуюшим отпуском в упругонапряженном состоянии проводится ступенчато дважды, причем второе деформирование проводится после первого отпуска.

Второе отличие состоит в том, что оба деформирования проводятся при напряжениях, примерно равных пределу уп- . ругости, в то время. как в известном способе - при напряжениях, равных пределу текучести + 10 ...

740843

Третье отличие заключается в том, что второе деформировчние производится в противоположном первому направлении.

Кроме того, оба отпуска в упругонапряженном состоянии проводятся при одинаковой температуре.

Результатом первой ступени деформирования и отпуска в упруго-напряженном состоянии стального упругого элемента

Со структурой низкоотпушенного мартен- 10 сита является образование в упругом элементе стабильной субструктуры, которая обладает повышенными упругими свойствами и релаксационн<эй стойкостью. Вторая ступень заключается в проведении 15 повторной деформации в противоположном первой деформации направлении и последуюшего отпуска в упруго-напряженном состоянии при температуре первого отпуска, что позволяет создать в упругом 20 элементе определенным образом ориентированные остаточные напряжения, которые определяют в нем величину усилия.

Кроме того, проведение повторного деформ и рова н и я с отп уска, выдержке в 25 напряженном состоянии при этом отпуске.

Применение такого способа для упругих элементов типа манометрических и винтовых пружин позволяет повысить упругие свойства и релаксационную стойкость 30 пружинной стали, из которой они изготовляются, и тем самым снизить упругие несовершенства пружин fl) Однако этот способ не позволяет обес- З5 печить получение в упругих элементах определенного усилия за счет строго ориентированных напряжений.

Решать этот вопрос путем варьирования режимов известного способа механикотермической обработки не представляется возможным, так как получаемая в результате этой обработки субструктура, хотя является достаточно стабильной, за счет практически полного закрепления

45 дислокаций, возникаюших в процессе деформирсвания в упруго--пластической области, вылеляюшимися в процессе отпуска углеродом и карбидами (эффект динамического старения мартенсита), но не обеспечивает достаточно высокого усилия необходимого для службы упругих элементов. При данных геометрических размерах упругих элементов достижение

55 требуемых усилий может быть получено лишь в результате создания в них oIIределонной величины II эпюры остаточных напряжений.

Известен способ термической обработки упругих элементов, заключающийся в закалке в упруго-напряженном состоянии, двойном отпуске и деформировании

Ю с последуюшим отпуском в упруго-напряженном состоянии (2)

За счет сжатия рабочих ветвей пружины при заневоливании обеспечивается получение усилия, однако это усилие колеблется в больших пределах. Поэтому для изготовления пружинь: с заданным усилием в качестве финишной операции приходится применять операции тарировки — подгибки ветвей пружины. Кроме того, последуюшим отпуском в упругонапряженном состоянии дополнительно упрочняет металл за счет эффекта динамического старения и тем самым повышает сопротивляемость материала циклическим нагрузкам.

На фиг. 1, 2, 3 показана пружина в различном положении B процессе термической обработки.

Пример . Проводят термическую обработку пружин прокладчика утка ткацкого станка типа СТБ из стали 50ХФА. о

Нагретые до 860 С в соляной ванне в течение 4. мин пружины (фиг. 1) закаливают в масле, после чего проводят низкоо температурный отпуск при 180 С в течение 1 ч. Затем проводят первое деформирование с отпуском. Для этого пружины помешают в приспособление, в котором ветви пружины разжимаются, а губки сводятся до соприкосновения (фиг. 2) и проводят отпуск в упруго-напряженно>. состоянии при 380 С в течение 1 ч в селитровой ванне.

Затем проводят второе деформирование с отпуском, для этого пружины помешают в другое приспособление, в котором ветви пружины сжимаются, т.е. деформируются в обратном направлении и приобретают форму, показанную на фиг. 3, и в этом положении проводят отпуск при о

380 С определенной части детали.

B таблице приведены сравнительные данные испь<тания пружин по известному и предло женно му сп особа м.

Использование предлагаемого способа ступенчатого динамического старения упругих элементов из пружинных сталей обеспечивает по сравнению с известными способами во" можность изготовления упругих элементов с заданным высоким усилием наряду с сушественным увеличением его стабильности в процессе эксплуатации и тем самым повышение их долговечности.

740843

Известный, 450 С 142 135 100 54 30

860 С 300 С 400 С

4 мин 30 мин 7 мин

3,5+ 0,5 мин

Предложенный 860 С 180 С вЂ” 380 С 380 С 200 188 147 74 45-50 6

1ч 15 мин

4 мин 1 ч

БНИИПИ Заказ 3294/3

Тираж 608 Подписи ое

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

Форм ула изобретения

Способ термической обработки упругих элементов, включающий закалку, отпуск и деформирование с последующим отпуском в упруго-напряженном состоянии, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью 35 повышения долговечности, деформирование с последующим отпуском в упруго-напряженном состоянии производят дважды, при этом деформирование осуществляют при напряжениях, равных пределу упругости, а второе деформирование ведут в направлении, противоположном первому.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 339587, кл. С 21 g 1/78, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 465435, кл. С 21 D 9/02, 1973.