Технологический процесс изготовления пружин. Отпуск и закалка пружин

Закалка и отпуск пружин | ПОКУЁМ

Основным исходным металлом для пружин служат стали марок 55С2, 60С2 и, реже, углеродистые стали марок 65 и 55. В процессе отпуска время выдержки в печи при указанных температурах для пружин из заготовок диаметром 35—40 мм должно быть не менее 50—60 мин. Время выдержки в печи при нагреве под закалку принимают 15—30 мин. в зависимости от диаметра заготовки и марки стали.

Влияние температуры отпуска на механические свойства пружинной стали марки 55С2 (С—0,60%; Мп—0,80%; Si—1,76%) можно обобщить (по результатам экспериментальных работ) следующим образом:

а) наибольшее значение предела прочности при растяжении, пластичность (удлинение и сужение площади поперечного сечения) стали марки 55С2 в сочетании с необходимой твёрдостью находятся при температуре отпуска 475—525° С;

б) показатели пластических свойств стали при закалке в масле более высокие, чем при закалке в воде.

Закалка образцов диаметром 15 мм с 10-кратной расчётной длиной производилась при температуре 875°. Время выдержки в печи образцов при температуре отпуска принималось 40 мин.

Методы закалки пружин. Пружины обычно закаливают двумя методами:

1) с отдельного нагрева в закалочных печах,

2) с одного нагрева сразу же после навивки пружины и разводки её по высоте.

Каждый из этих методов должен обеспечивать однородность структуры и механических качеств по всему сечению пружины. Наиболее надёжно эти условия могут быть выполнены при первом методе. Вследствие этого на заводах автомобильной промышленности все пружины (в том числе из заготовок сечением свыше 20 мм) закаливают с отдельного нагрева. Однако не исключается возможность производить закалку пружин и с одного нагрева после их навивки при условии, что:

а) наибольшая температура нагрева прутков перед навивкой не должна вызывать роста зерна металла;

б) продолжительность навивки на станке и правки рабочим-разводчиком должна быть для каждого размера пружины строго определённой, не вызывающей охлаждения стали ниже ее критической точки при охлаждении.

Кроме этих условий, необходимо учитывать прокаливаемость стали. Так, например, углеродистые стали имеют узкий интервал прокаливаемости, более чувствительны к перегреву и, следовательно, требуют более строгого соблюдения режимов нагрева. Кремнистые стали, наоборот, имеют значительно большую прокаливаемость, что позволяет легче осуществить закалку с навивочного нагрева.

pokuym.ru

Отпуск - пружина - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Отпуск - пружина

Cтраница 1

Отпуск пружин следует производить непременно в селитряных ваннах. При отпуске в камерных печах механические свойства ( и твердость в том числе) получаются неравномерными по длине пружины. Иногда это приводит к тому, что пружины разрушаются при испытании или - что еще хуже - в эксплуатации. На это обстоятельство рекомендуется обратить самое серьезное внимание. [1]

Закалка и отпуск пружин, например, из стальной проволоки марки 51ХФА проводится по следующему режиму: закалка при 1113 - 1133 К, охлаждение в масле, отпуск при 743 - - 783 К в течение 30 мин с последующим охлаждением в масле или в горячей - воде. [2]

Рекомендуемые режимы отпуска пружин из патентированной высокоуглеродистой стальной проволоки-температура 175 С с выдержкой 2 ч или 220 - 300 С с выдержкой ч или 350 С с выдержкой 15 мин. [3]

В процессе отпуска пружин после навивки предварительная нагрузка и напряжения уменьшаются. Кривые построены для проволоки I класса. [5]

Рекомендуемые рет имы отпуска пружин из патентированной высокоуглеродистой стальной проволоки; температура 175 С с выдержкой 2 ч или при 220 - 300 С, но с выдержкой 1 ч или при 350 С - 15 мин. [6]

Оба конца спиральной пружины могут быть закреплены пайкой, причем температура пайки должна быть ниже температуры отпуска пружины. Так, при пайке моментных пружин из оловян-но-цинковой бронзы паяльник должен быть нагрет до температуры 285 15 С, поэтому рекомендуется пользоваться паяльником с регулированием температуры нагрева. [7]

Стержень, материал которого был отпущен нагревом до весьма насыщенного соломенно-желтого цвета, и еще раз, до однородно голубого цвета или до степени отпуска пружин, имел одинаковые прогибы при одинаковой нагрузке. Затем стержень был закален и нагружен выше предыдущего уровня как показано на рис. 3.23 ( треугольники), обнаружив повышенный предел пропорциональности. [8]

Для уменьшения процесса релаксации ( перехода упругих деформаций в пластические) пружины, работающие при высоких температурах, подвергают дополнительной термической обработке, которая производится после закалки и отпуска пружин. [10]

Пружины холодной навивки, изготовленные из холоднотянутой проволоки диаметром до 7 мм, только отпускают. Отпуск пружины из проволоки диаметром больше 1 мм производят в печах при температуре 400 - 420 С с выдержкой 5 - 10 мин. [12]

Отпуск проводят после всех операций механической обработки пружин. Для отпуска пружины нагревают в электропечах до 523 - 593 К с выдержкой в течение 2 - 8 мин в зависимости от диаметра пружин. Охлаждение производят в масле. [13]

Температура отпуска пружины не должна превышать температуру отпуска проволоки. [14]

Пружину изготовляют из рояльной проволоки диаметром 1 мм. После заправки концов производят отпуск пружины в селитровой ванне при 250 - 270 в течение 90 мин. Такие пружины обладают хорошей стойкостью. [15]

Страницы: 1 2

www.ngpedia.ru

как сделать пружину?

prim2005 26-01-2013 15:19

У попа была ... Короче, была хитрая пружинка, но я её по ходу где-то пролюбил. Подобрать другую нереально, нужно делать. Попробовал из обычной витой пружинки выгнуть, как то не очень получается. Отжег заготовку, выгибать получается веселее, но нужно калить. Вот и вопрос: как в домашних условиях при минимуме теплового оборудования закалить правильно пружинку. Диаметр прутка 1,5мм, габаритный размер пружины 40мм Х 15мм (в одной плоскости). Помогите кто чем может

Вот такая

forests spirit 26-01-2013 15:26

Всякие хитрые пружинки делал из пружин от матраса -плюсы в бОльшем диаметре витков-меньше неровностей в итоге. По закалке ничего сказать не могу, не пробовал.

Trident8 26-01-2013 15:27

Нагреть тщательно до красного цвета 810-830 - и в масло. Потом отпустить в духовке при 200 минут 20 - и на воздух. Проверить, если не понравится результат - немного изменить режим в ту или иную сторону.

Romario_omsk 26-01-2013 15:36

когда собирал гриндер встал вопрос по пружине, т.к. от тормозных колодок была слишком длинная, я ее пополам порезал, потом отогнул виток и накалил его на газовой горелке (типа карандаша площадь не большая ей больше не надо), сформовал на горячую "петлю" после чего "закалил" опустив в воду, т.к. не каленая была слишком мягкой....НО без отпуска она стала хрупкой и обломилась....тогда повторил процедуру с другой и сделал "отпуск" также, что бы не испортить всю пружину карандашом довел до цветов побежалости и остудил на воздухе....работает нормально....у Вас деталь побольше площадью, зато калить и отпускать целиком можно отпустить в духовке, но и нагревать необходимо либо в горне, либо горелкой побольше....

prim2005 26-01-2013 15:36

Из готовой пружины делать, у меня здоровья не хватает, радиусы изгибов ок. 3мм.Пробовал калить с отпуском - ломается при первой же попытке сжать или растянуть. 200 град. наверное маловато

alex-wolff 26-01-2013 15:38quote:Originally posted by Trident8:Потом отпустить в духовке при 200 минут 20 - и на воздух. Проверить, если не понравится результат - немного изменить режим в ту или иную сторону. Для пружин нужен другой температурный режим, это даже я знаю. вот здесь доступно, для понимания и по цвету побежалости можно горелкой пружину попробывать отпуск сделать. это примерно 300-500 градусов на отпуске

Шалим 26-01-2013 16:29quote:Originally posted by prim2005:У попа была ... Короче, была хитрая пружинка, но я её по ходу где-то пролюбил. Подобрать другую нереально, нужно делать. Попробовал из обычной витой пружинки выгнуть, как то не очень получается. Отжег заготовку, выгибать получается веселее, но нужно калить. Вот и вопрос: как в домашних условиях при минимуме теплового оборудования закалить правильно пружинку. Диаметр прутка 1,5мм, габаритный размер пружины 40мм Х 15мм (в одной плоскости). Помогите кто чем может

Из какого металла пружина то?

prim2005 26-01-2013 16:40quote:Из какого металла пружина то?Самая распространенная - Х.З. dru029 26-01-2013 16:56quote:Originally posted by prim2005:

Самая распространенная - Х.З.

очень интересно!TEA737 26-01-2013 17:13quote:Originally posted by Шалим:Из какого металла пружина то?У буржуев 1095 самая распространенная, у нас вероятно У8-У10 судя по составу.С увVa-78 26-01-2013 17:51

Учитывая что вопрос на удивление часто повторяется, зацытирую сам себя - из того что в ПМ общался:

%username% привет! Обыкновенные застегивающиеся булавки очень хорошо подходят для изготовления всяких мелких пружинок типа ножевых. За счет того что они выпускаются в разных размерах и с разной толщиной прутка, почти всегда можно подобрать себе нужное. Плюс, если их расклепывать чуть-чуть, то можно получать плоские пружинки - тоже иногда полезно.

Суть: берем булавку, нагреваем ее на газовой плите до красного (даже чуть в оранжевый) цвета и аккуратно распрямляем плоскогубцами. Пусть булавка остынет сама собой - она тогда стенет мягкая. Получится более-менее прямой прутик. Далее, когда железка мягкая, откусываем кусачками ненужные нам ушко и острие. Еще раз нагреваем (до того-же цвета) и на какой-нибудь наковаленке (напр. плоская часть блина гантели) осторожно молоточком выпрямляем прутик окончательно. Он нагретый очень легко деформируется, поэтому тюкаем помаленьку. Когда мы совершенно выпрямили железку, измеряем и выгибаем нужную форму пружины с помощью плоскогубцев. Перед сгибанием, хорошо будет еще раз нагреть и естественно остудить - там пружина послужит дольше, поскольку этим мы подстрахуемся от возможного появления микротрещин. Теперь, когда прутику придана нужная форма, нужно вернуть ему пружинные свойства. Для этого, опять разогреваем его до уже знакомого цвета и резко охлаждаем. Можно охладить просто в воде. После этого, наша заготовка будет очень твердой, но хрупкой. Поэтому, берем мелкую наждачку (прим. #300-400) и зачищаем деталь от окалины - так, чтобы видеть блестящий металл. Снова подностим к огню - на этот раз не прямо в пламя, а чуть со стороны. Задача - уловить тот момент, когда по пружинке покатится цветовая волна, т.н. "побежалость". Нас интересует желтый цвет. Как только железка чуть пожелтела (не от "накаливания", а именно "от нагрева") - тут-же ее в сторону и даем естественно остыть. Все, сталь снова приобрела пружинные свойства.

Если желательно получить нержавеющую пружинку, то после нагрева опускаем деталь в любое машинное масло, чтобы она там совсем остыла (прутик тонкий и это буквально минута времени). Затем ее нужно подержать над пламенем, на такой высоте, где загорится масло. Важно не перегреть, иначе пружина будет слишком слабой. Т.е. помещаем высоко над огнем, и потом понемногу опускаем (сначала масло задымиться - это хороший знак, значит рядом уже) - как вспыхнуло - пару-тройку секунд выдерживаем и железку в сторону от огня. Когда масло сгорит, оно образует прочную пленку на металле, которая не позволит ему окисляться. Чтобы еще усилить этот эффект, разводим пару капелек эпоксидки, и смочив в ней кусочек тряпочки или кожи, протираем нашу готовую пружину. Эпоксидка зацепиться за слой сгоревшего маса насмерть, а за счет тонкого-претонкого слоя ,не будет трескаться. Это усилит антикоррозийные свойства.

Вот в общем и все. Дольше описать чем делать. Да, - если диаметров булавок не хватает, то можно таким-же способом обрабатывать и любые другие тонкие пружинистые ништяки - например отличные результаты дают пружины с советских раскладушек. Одна выпрямленая пружина оттуда - это прим. 40см. прутка. С первого раза у вас наверное не получится, но пара попыток (чтобы глаз привык ловить цвет и время нагрева) и все будет ОК.

Дьявольски vаш...

П.С. технология многократно опробована, но использовал только старые булавки, сейчас китайцы могут делать из черт знает чего - покупал китайские иголки - гнутся как пипец. Есть смысл потрошить "бабушкины запасы", а то бяка совсем.

Шалим 26-01-2013 17:53quote:Originally posted by TEA737:У буржуев 1095 самая распространенная, у нас вероятно У8-У10 судя по составу.С ув

Я имел в виду Т.С. из какой железки хочет пружину сделать.У8 так калится на пружину, 60с2а - по другому, 65г по третьему.А то смотрю спецы уже насоветовали. Нагрей, окуни в масло...)))))

Va-78 26-01-2013 18:19quote:У8 так калится на пружину, 60с2а - по другому, 65г по третьему.да какие там "по другому"? Вы прочтите вопрос ОП-а: ...как в домашних условиях при минимуме теплового оборудования закалить правильно пружинку. Диаметр прутка 1,5мм, габаритный размер пружины 40мм Х 15мм (в одной плоскости)...Шалим 26-01-2013 18:25

Ну да, с температурой хрен угодаешь, ибо такой деаметр на газу раскалится мгновенно до неконтролируемо высокой температуры. Чё то я этот момент упустил из виду))))Тут уж только методом научного тыка, по другому ни как.

Romario_omsk 26-01-2013 20:07

VA прав, цвет который он назвал желтым я бы назвал соломенным...

Шалим 26-01-2013 20:18

Пружину отпускать до фиолетового - около 400 гр. Меньше низззя - лопнет)))

Trident8 26-01-2013 20:32

Я дал режим для 65Г. Температуру отпуска можно и до 400 повысить, если ломаться будет.

max12312 26-01-2013 20:38

чтобы не зевнуть побежалость на такой мелкой детали. я зачищенную после закалки железячку кладу на болваночку 10мм стальную чёрноржавую )) и грею болванку, цвет пойдёт очень не спеша и вы не напрягаясь получите то что надо

alex-wolff 26-01-2013 20:46quote:Originally posted by max12312:чтобы не зевнуть побежалость на такой мелкой детали. я зачищенную после закалки железячку кладу на болваночку 10мм стальную чёрноржавую )) и грею болванку, цвет пойдёт очень не спеша и вы не напрягаясь получите то что надо Хитро, надо запомнить. Шалим 26-01-2013 20:49

Ну дык так и клинки тонкие калят, вот тока дома на газу отпустить, нагреть болванку хватит, а на закалить - вряд ли. Да и сечение настолько мало, что повторить вряд ли удастся, так как углерод выгорит моментом.

max12312 26-01-2013 21:12quote:у дык так и клинки тонкие калят,я Вам говорил о плавном , равномерном отпуске без лишних усилий, ибо правильный отпуск для пружины критичен. а закалить можно классически.1,5 не такая уж и тонкая деталь, закалку таких мелких деталюх я обычно делаю так привязываю тоненькой проволокой и грею горелочкой прям над закалочной средой (налитой в высокую пивную банку)и как нагрелось просто роняю деталь в банку.С уважением.Шалим 26-01-2013 21:35quote:я Вам говорил о плавном , равномерном отпуске без лишних усилий, ибо правильный отпуск для пружины критичен. а закалить можно классически.1,5 не такая уж и тонкая деталь, закалку таких мелких деталюх я обычно делаю так привязываю тоненькой проволокой и грею горелочкой прям над закалочной средой (налитой в высокую пивную банку)и как нагрелось просто роняю деталь в банку.С уважением.

Я про закалку в горне))))Кстати при нагреве под закалку, тоже не стоит форсировать события)))))

max12312 26-01-2013 21:44quote:Я про закалку в горне))))Кстати при нагреве под закалку, тоже не стоит форсировать события))))) есть у меня чудеснейшая книга ..справочник термиста.. очень помогает, вот только тонкости у всех свои. Шалим 26-01-2013 21:57quote:есть у меня чудеснейшая книга ..справочник термиста.. очень помогает, вот только тонкости у всех свои.

Кто ж спорит?)))А книга замечательная.)))

prim2005 27-01-2013 03:05

Спасибо всем откликнувшимся. Буду экспериментировать.

guns.allzip.org

Как изготовить и закалить пружину в домашних условиях

Практически каждый домашний мастер знает, что почти из любой проволоки возможно сделать пружину и с успехом ее использовать в быту. В основном проблем с самостоятельным изготовлением детали не возникает. Однако иногда возникают ситуации, в которых необходимо сделать либо пружину нестандартных габаритов, либо придать ей повышенную прочность и упругость. Для этого следует прибегнуть к операциям термообработки. Закалить пружину в домашних условиях вполне реально. Само собой, что самодельную деталь не стоит использовать в особо ответственных устройствах, работающих при повышенной нагрузке. Для таких целей рекомендуется использовать пружины, изготовленные в заводских условия. Но для домашнего применения в устройстве, работающем в облегченном режиме рассматриваемая технология вполне подходит.

Необходимые инструменты и материалы

Для того, чтобы изготовить и закалить пружину из проволоки своими руками необходимо:

Стальная проволока. Диаметр подбирается исходя из необходимых характеристик будущего изделия.
Обыкновенная газовая горелка.
Слесарный инструмент: пассатижи, молоток и т.п.
Тиски.
Печка. Это может быть, при ее наличии, специальная или же обычная бытовая.

Облегчить процесс навивания спирали способны дополнительные приспособления, которые подбираются индивидуально в соответствии с размерами и жесткостью пружины.

Если использование и закалка предполагается из проволоки диаметром меньше 2 миллиметров, то она может предварительно не нагреваться. Она без проблем будет гнуться и без этой операции. Однако при этом до начала намотки рекомендуется ее разогнуть ее по всей длине и полностью выровнять.

При использовании проволоки диаметром более 2 миллиметров ее следует до начала работы обжечь. Без данной операции выровнять и навить ее будет проблемно.

Особенности операции

Верно подобранная основа является залогом успеха. В заводских условиях для изготовления применяется сплав цветных металлов (65Г, 60ХФА, 60С2А, 70СЗА, Бр. Б2), легированная или углеродистая сталь. Во время домашнего изготовления оптимальной основой будет старая пружина необходимого диаметра.
Для отжига лучше всего подойдет особая печь. При отсутствии таковой подойдет из кирпича или металла.
Для охлаждения после нагрева рекомендуется применять трансформаторное масло. При его отсутствии подойдет веретенное.

Последовательность действий

1. Прежде, чем закалить проволоку для пружины следует проверить материал основы и убедиться, что используемая проволока углеродистой стали.

2. Процедура отжига, как сказано ранее, способна добавить пластичности. Это облегчит процесс выравнивания и намотки на оправку. Для этого можно особую печь или любую подходящую. В быту закалять возможно в наиболее подходящей конструкции (металлической или кирпичной). Для этого разжигается обычный костер и после в уголь помещается будущая пружина. После нагрева заготовки докрасна проволоку нужно изъять и позволить остыть естественным путем. Остывшая проволока будет существенно мягче и с ней можно будет комфортно работать.

3. Размягченную проволоку следует полностью выровнять и приступить к намотке на оправку подходящего диаметра. Во время проведения процедуры нужно контролировать плотное расположение витков друг к другу. Для упрощения можно пользоваться шуруповертом.

4. Для придания требуемой упругости потребуется провести закаливание. Благодаря этой термической обработке деталь получается более твердая и прочная. Закалка пружин предполагает их прогрев до температуры от 830 до 870 градусов. Для этого допускается пользоваться газовой горелкой. Ранее уже мы говорили про закалку металла в домашних условиях.

Дома вряд ли сыщется подходящий термометр, которым возможно точно определять температуру детали. Поэтому можно ориентироваться по цвету металла. Когда необходимая температура достигнута заготовка станет светло-красной. Рекомендуем посмотреть видео с подробным рассказом о температуре нагрева. После этого пружина помещается в охлаждающую среду (масло).

5. После закаленную пружинку требуется подержать в сжатом состоянии. Для этого необходимо от 20 до 40 часов.

6. В завершение провести обработку и подгонку до требуемых размеров.

Верное проведение подобного упрочнения позволит с успехом использовать пружину в домашних механизмах.

oxmetall.ru

Технологический процесс изготовления пружин.

Пружины и рессоры обычно работают в условиях многократных повторных нагружений. Такие детали должны обладать высокими упругими свойствами и выдерживать при эксплуатации большое число повторных нагружений без поломок и без осадки. Последнее означает, что при снятии нагрузки пружина или рессора должна полностью восстанавливать свои первоначальные размеры и форму. Многочисленными исследованиями установлено, что на долговечность работы пружин и рессор большое влияние оказывает качество и чистота обработки поверхности. Риски, волосовины, царапины и другие дефекты поверхности недопустимы, поскольку они резко снижают работоспособность таких деталей.

Пружины небольших размеров навиваются из твердой холоднотянутой проволоки диаметром до 6—8 мм. Проволока изготовляется из углеродистой стали и упрочняется путем особой термической обработки — патентирования. По существу это сочетание изотермической закалки с холодным волочением. После такой закалки проволока приобретает структуру сорбита и затем протягивается последовательно через несколько отверстий (фильер). Диаметр отверстия немного меньше диаметра проволоки, протягиваемой через него. В результате проволока постепенно утоняется до нужных размеров. Уменьшение диаметра проволоки происходит путем пластической деформации, которая сопровождается наклепом. Благодаря этому проволока приобретает высокие упругие и прочностные свойства.

После навивки пружин из такой проволоки термическая обработка нужна только для снятия напряжений, возникших при навивке. С этой целью проводится отпуск при 200—250 °С с выдержкой в течение 20 мин.

Для изготовления пружин небольших и средних размеров наряду с патентированной проволокой используется проволока, полученная методом деформационного упрочнения, который разработан на Горьковском автозаводе. Он заключается в том, что проволоку из сталей 45, 65Г и др. подвергают вначале нормализации, а затем холодному волочению. Из такой проволоки навивкой изготовляют пружины, а затем нагревают их до 280—300 °C и выдерживают в течение 20—40 мин. При этом происходит процесс, называемый деформационным старением, в результате которого получается необходимое упрочнение проволоки. Аналогичным образом можно изготовлять рессоры, производя вместо волочения холодную прокатку листов.

Пружины средних и больших размеров, а также рессоры изготовляют из легированных сталей 50Г, 60С2 и др. Углеродистые стали вследствие их низкой прокаливаемости не используются. Кремнистые стали имеют повышенную прокаливаемость, но склонны к обезуглероживанию. Марганцовистые стали обладают также повышенной прокаливаемостью, но в то же время склонны к трещинам при закалке.

Навивка пружин средних и больших размеров производится из прутков в горячем состоянии. После этого следует термическая обработка.

При этом рекомендуется руководствоваться следующими правилами:

1) нагрев пружин под закалку нужно проводить в горизонтальном положении либо подвешивать их на приспособлении типа елочки; в противном случае пружина под тяжестью собственной массы может дать осадку;

2) пружины растяжения, имеющие витки, прилегающие вплотную один к другому, нужно зажимать или обвязывать так, чтобы их не развело при нагреве;

3) длинные пружины малого диаметра во избежание коробления перед нагревом надо насаживать на оправку;

4) пружины в закалочную жидкость во избежание коробления нужно погружать в вертикальном положении;

5) независимо от марки стали закалку производить в масле;

6) для получения равномерных свойств отпуск пружин лучше проводить в селитряных ваннах, а если в камерных электропечах, то обязательно с вентиляторами;

7) проводить отпуск на твердость HRC 40—47.

Технологический процесс изготовления пружин больших размеров включает следующие операции: горячую навивку; разводку витков на заданный шаг; закалку; отпуск; шлифовку торцов; очистку. При механизированном производстве пружин можно совместить нагрев под навивку и закалку.

Основная трудность при изготовлении пружин — предупреждение коробления при закалке. С этой целью применяют оправки. При изготовлении пружин небольших размеров оправку применяют при отпуске. Если: такая пружина при закалке покоробилась, то при насаживании на оправку перед отпуском она выпрямляется, и в условиях нагрева при отпуске размеры ее фиксируются по оправке. Пружину больших размеров, покоробленную при закалке, трудно зафиксировать на оправке перед отпуском. В таких случаях следует производить закалку на оправке. Однако при этом конструкция оправки должна обеспечивать достаточно полный доступ закалочной жидкости к пружине.

studfiles.net

Термическая обработка пружин для защиты от коррозии

Термическая обработка пружин – это обобщенное название таких операций, как нагрев, выдержка и охлаждение этих изделий. Основная цель такой обработки – получение заданных параметров и свойств упругих изделий, что достигается изменением внутреннего структурного строения используемых в каждом конкретном случае металлических сплавов.

Для достижения этой цели стали/сплавы прогреваются до определенной температуры, выдерживаются в таких условиях точно установленное время и охлаждаются, в зависимости от технологии, быстрым или медленным способом.

Такая обработка может быть промежуточной операцией в технологическом процессе изготовления упругих деталей, в таком случае она служит для того, чтобы улучшить результаты последующих операций (обработки давлением, резания, других). Если же такая обработка является завершающей стадией технологического процесса, то она проводится для обеспечения заданных свойств каждого из изделий.

Виды пружин

Пружины – упругие детали, в основном используемые в таких отраслях производства, как горнодобывающая, нефтегазовая, энергетическая, машино- и станкостроение, другие.

Самыми распространенными их видами можно назвать:

- Растяжения. Под осевой нагрузкой происходит увеличение их длины, тогда как в исходном состоянии витки соприкасаются. Испытывают напряжения кручения и изгиба.
- Сжатия. Под осевой нагрузкой происходит уменьшение их длины, в исходном состоянии витки расположены на расстоянии шага (определяется в зависимости от особенностей применения). Также испытывают напряжения кручения и изгиба.
- Кручения – нагрузка прилагается в плоскости, которая оси изделия перпендикулярна. Работают на скручивание, оказывают поворотный момент силы.
- Изгиба. Незначительно деформируясь, могут передавать большое усилие.

Какие качества требуются от пружин

К этим комплектующим предъявляются особые требования, что связано с их важностью для эффективной и беспроблемной эксплуатации всего устройства, прибора, агрегата. Основным их качеством является свойство деформироваться (изменять свои размеры) под воздействием прилагаемой извне нагрузки и восстанавливать исходную форму и размеры, когда внешнее воздействие прекращается. При деформации происходит накопление энергии, при возвращении в начальное состояние – ее передача.

Важные характеристики упругих элементов:

- Прочность под нагрузкой, которая может быть статическая, динамическая, циклическая.
- Хорошая пластичность.
- Выносливость.
- Значительный предел упругости.
- Релаксационная стойкость.

С технологической точки зрения важны такие параметры, как глубокая прокаливаемость, невысокая способность к обезуглероживанию и росту зерен структуры в процессе термообработки. Низкими кроме того должны быть чувствительность к отпускной хрупкости и критическая скорость закалки.

При всем разнообразии видов пружин и случаев их использования от каждой из данных деталей требуется гарантированное восстановление после прекращения нагрузки, этим определяются особенности их эксплуатации и, соответственно, изготовления.

Термическая обработка как раз и предусмотрена для сохранения формы и упругих свойств пружин на протяжении расчетного срока эксплуатации.

Используемые материалы

К изготовлению пружин предъявляются высокие требования, начиная с выбора материала, характеристики которого отвечали бы определенным требованиям.

Соответственно, важно, как данные материалы будут вести себя в обработке, в том числе термической.

Для крупных пружин (изготовляемых из прутка от 8 мм в диаметре) наиболее часто используемыми являются стали конструкционные рессорно-пружинные 60С2А, 50ХФА, 51ХФА, 60С2ХФА ГОСТ 14959-79 и другие аналогичные сплавы.

Для мелких (до 8 мм диаметр) – стали 60С2А ГОСТ 14959-79, проволока Б-2 ГОСТ 9389-75, любая проволока по ГОСТ 9389-75 марок А, Б, В классов 1,2,3 и другие аналогичные сплавы.

Для работы в агрессивных средах применяются нержавеющие стали 08Х18Н10Т, 10Х18Н10Т, 12Х18Н10Т.

Виды термической обработки

К основным видам термообработки металлов/сплавов, используемых при производстве пружин, относятся:

- Отжиг – изделия нагреваются до температуры, соответствующей интервалу превращений, выдерживаются в таком состоянии в течение определенного времени и медленно охлаждаются вместе с печью. Улучшает структуру металла, способствует повышению вязкости, при этом несколько снижается твердость.
- Нормализация – изделия нагреваюся до аустенитного состояния (температура превышает соответствующие интервалу превращений), после чего охлаждаются естественным способом на воздухе. Способствует улучшению структуры, повышению механических параметров и нивелированию внутренних напряжений.
- Закалка – нагревание производится до температуры, соответствующей интервалу превращений или несколько выше, в таком состоянии выдерживаются некоторое время, затем охлаждаются быстро преимущественно в масле, хотя возможно и в другой среде. Обеспечивает металлу высокие прочностные показатели, хорошее значение твердости, износостойкости. Однако также повышает хрупкость, неспособность выдерживать ударные нагрузки и изгибы, поэтому обычно после нее предусмотрен отпуск.
- Отпуск – низкий, средний, высокий – прогрев до температуры ниже соответствующих интервалу превращений (до 250 градусов, 350-500 градусов и 500-680 градусов), нахождение некоторое время в таком состоянии и затем охлаждение. Увеличивает вязкость, пластичность, снимает остаточные напряжения, улучшает эксплуатационные показатели, несколько снижает прочность.
- Старение – бывает естественное (длительная выдержка в обычных условиях) или искусственное (краткая выдержка при низкотемпературном нагреве). Способствует стабилизации геометрических размеров и пружинных свойств.
- Заневоливание – холодное или горячее – выдержка под нагрузкой при нормальной температуре или в горячей печи (для пружин, используемых при высоких температурах). Увеличивает предел упругости, запас прочности, снижает уровень максимальных напряжений при эксплуатации. Это всегда заключительная операция, после нее недопустима никакая термообработка.

Физические основы термообработки

Нагрев и охлаждение пружин из металла/сплава сопровождаются фазовыми превращениями, при которых происходит изменение структуры материала и характеристик, важных для эксплуатации изделий.

К нагреву стоит относиться очень ответственно, поскольку с повышением температуры и времени ее воздействия, в частности, происходит повышение интенсивности окисления поверхности изделий, что приводит к образованию окалины.

Перегрев приводит к приобретению металлом крупнозернистой структуры и снижению пластичности, дальнейший нагрев опасен пережогом – а это уже неисправимый брак.

Особенности применения видов термообработки

Какой именно вид и режимы термообработки назначаются в конкретном случае, определяется используемой маркой стали/сплава, размером пружины и профилем заготовки, характером и условиями работы готового изделия.

Самый распространенный вариант термообработки пружин – это закалка в масле с последующим отпуском. Если исходная сталь характеризуется крупным зерном, предварительно производится нормализация.

Нагреваются пружины для закалки лежа, чтобы они не просели под собственным весом. Для некоторых типоразмеров могут быть использованы специальные оправки, позволяющие избежать искривления изделий, у пружин растяжения витки нужно зажимать или обвязывать. Температура закалки зависит от марки используемой стали/сплава, например для 60С2А – это 870 градусов, а для 50ХФА и 60С2ХФА – 850 градусов, причем в закалочную жидкость детали должны погружаться вертикально, дабы избежать коробления.

Следом проводится отпуск при достижении температуры для 60С2А – 420 градусов, для 50ХФА – до 450 градусов, для 60С2ХФА – до 470 градусов.

Мелкие и средние витые пружины, для изготовления которых используется патентированная проволока, подвергаются только отпуску. Проводимое изготовителем патентирование – это нагрев до температуры, несколько превышающей интервал превращений. Таким образом металл оказывается хорошо подготовленным к восприятию холодной пластической деформации. Отпуск проводится для исключения внутренних напряжений, появившихся в процессе навивки. Для этого производится нагрев до 200-250 градусов, длительность воздействия такой температурой – 20 минут.

Защита от коррозии

Для защиты от коррозии пружин, которым по условиям эксплуатации предстоит находиться в агрессивных средах, используются различные методы. Самые распространенные из них:

- Хромирование;
- Кадмирование;
- Гальваническое цинкование;
- Химическое оксидирование и промасливанием;
- Лакокрасочное покрытие;
- Полимерное порошковое покрытие.

Целью нанесения любого из них является защита изделия от коррозии и других последствий неблагоприятного воздействия окружающей среды, которое может привести к потере эффективности работы и резкому снижению срока эксплуатации.

kurskmk.com

Термическая обработка - пружина - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Термическая обработка - пружина

Cтраница 1

Термическая обработка пружин заключается в следующем. Пружины засыпают в железную коробку и нагревают до 600 - 700, затем подвергают их закалке в масле. После этого производят отпуск в селитровой ванне при 250 - 270 в течение 60 мин. [1]

Термическая обработка пружин состоит из нормализации, закалки и отпуска. [2]

Термическая обработка пружин обычно состоит из закалки в масле и отпуска. В некоторых случаях, когда исходная сталь имеет крупное зерно, предварительно производится нормализация. [3]

После термической обработки пружины и моделей ( закалки с последующим отпуском) имели следующие механические свойства: 6 1720 МПа, Ъ6 - 1320 МПа, твердость по Роквеллу 43 - 47 единиц. [4]

После термической обработки пружины должны быть выдержаны в течение 24 час. [5]

Технология термической обработки пружин и других упругих элементов из указанных углеродистых и легированных сталей предусматривает строгое регулирование температуры закалки с тем, чтобы было получено мелкое зерно, и по возможности, наименьшее количество остаточного аустеиита, резко снижающего сопротивление малым пластическим деформациям. Это объясняется тем, что сам аустеиит обладает малым сопротивлением сдвигу и его превращение в мартенсит при иагружении сопровождается возникающей при этом дополнительной остаточной деформации. Превращение остаточного аустеиита в процессе отпуска ке устраняет его ухудшающего влияния на основные свойства пружинной стали, так как иемартеиситиые продукты распада остаточного аустенита характеризуются меньшим сопротивлением малым пластическим деформациям, чем продукты отпуска мартенсита при той же температуре. В связи с этим целесообразно после закалки проводить обработку холодом. При нагреве под закалку важно предупредить окисление и обезуглероживание, так как эти процессы снижают уровень упрочнения поверхностных слоев, свойства которых имеют для упругих элементов решающее значение. Учитывая малую толщину или диаметр пружин для приборов, нагрев проводят в защитной атмосфере в аргоне или в вакууме. [7]

При термической обработке пружин следует помнить, что все кремнистые стали очень склонны к обезуглероживанию. Поэтому при нормализации и закалке пружин из кремнистой стали нельзя допускать излишней выдержки их в печи, так как чем дольше пружины находятся в печи, тем сильнее обезуглероживание. Для предупреждения обезуглероживания рекомендуется на под печи, где нагреваются пружины, насыпать немного древесного угля с добавкой небольшого ( 10 %) количества соды. [8]

При термической обработке пружин следует принимать необходимые меры для предотвращения от окисления и обезуглероживания. При нагреве мелких пружин их необходимо класть на нагретый противень с минимальной выдержкой в печи. Спиральные пружины во избежание деформации при закалке и отпуске нагревают в оправках. [9]

В результате термической обработки пружины должны получить высокую упругость. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. [10]

Примеры технологии термической обработки пружин: светлая закалка пружин холодной навивки из проволоки диаметром до 6 мм из стали 60С2А i 1 ]; нагрев пружин под закалку в электродной соляной ванне ( NaCl) до 820; закалка в щелочной ванне ( 63 % КОН и 37 % NaOH) при 270 в течение 20 мин. [11]

Вид и режим термической обработки пружин зависит от материала и требований, предъявляемых к пружине. [12]

На Невском машиностроительном заводе существенно усовершенствована термическая обработка крупных пружин из проволоки диаметром 10 мм. Это пружины ответственного назначения, изготовляемые из стали 60С2А горячей навивкой. [13]

Автомат F-65 / sw ( по системе Бонелла) фирмы Spiihl для навивания, завязывания и термической обработки двухконусных пружин для пружинных блоков предназначен для выполнения автоматически следующих одна за другой операций: выпрямление проволоки; навивка двухконусных пружин; завязывание узлов на концевых витках пружин; термообработка пружин; формирование пружин в ряды в приемном лотке станка. [14]

Заневоливание есть заключительная операция в процессе изготовления пружин, позволяющая получать полезные остаточные напряжения, и поэтому никакая термическая обработка пружин после заневоливания недопустима. [15]

Страницы: 1 2 3