Способ изготовления пружин Советский патент 1989 года по МПК B21F3/04 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к производству ответственных пружин, изготавливаемых из проволоки диаметром более 2 мм, и является усовершенствованием известного способа по авт. св. № 882687.

Цель изобретения - повышение работоспособности пружин.

Поставленная цель достигается за счет дополнительного объемного упрочнения тер- момеханически упрочненной проволоки холодной пластической деформацией волочением со степенью деформации 15-50% после отпуска проволоки на твердость, соответствующую твердости материала готовой пружины.

В известном способе «патентирования проволоки углеродистых сталей холодная пластическая деформация разупрочненного металла со структурой сорбита создает повышение прочности проволоки, но в пружинах, по сравнению с термомеханическим .упрочнением, дает меньшее повышение релаксационной стойкости, особенно для пружин, работающих при повышенных температурах. Дополнительная холодная пластическая деформация волочением на 15-50% термомеханически упрочненной проволоки с твердостью готовой пружины исключает и этот недостаток.

Пример. Проволоку из легированных сталей подвергают высокотемпературной термомеханической обработке волочением на специальной установке, а после высокотемпературной термомеханической обработки (ВТМО) дают средний отпуск. Далее проводят холодную пластическую деформацию волочением со степенью деформации 15- 50% (для сечения около 2 мм 50%, свыше 5 мм 15% в соответствии с технологичессл

о

СО

а

14

кими возможностями оборудования). Методом холодной навивки на автоматах нли гибки изготавливают пружины и затем пружины подвергают отпуску для снятия остаточных напряжений при температуре, не превышающей температуру отпуска изготовлен- ной проволоки.

Применение холодной пластической деформации со степенью менее 15% приводит к неравномерному упрочненному состоянию по сечению проволоки, приводя, в основном, к упрочнению поверхностных слоев металла. Последующая холодная деформация при операциях навивки, заневоливания нейтрализует эффект предварительного упрочнения. Деформация со степенью более 50% начинает создавать Е термомеханически упрочненном материале проволоки очаги локального перенапряжения, которые приводят к появлению усталостных трещин, и таким образом к преждевременному разрущению пружин.

Способ опробован при изготовлении пружин форсунки дизеля из проволоки 51ХФА- ВТМО 0 2,6 мм, число рабочих витков 6,5, общее число витков 8,5, высота 26 мм, наружный диаметр 11,8 мм. В качестве материала для проведения исследования исполь- зована проволока из стали 51ХФА диаметром 3,5 мм после ВТМО волочением на специальной установке, электроотпуска на

твердость НРС42-48 при температуре 359- 400°С на этой же установке и холодной пластической деформации волочением на стане 1/550 до диаметра 2,6 мм. После навивки пружины были отпущены при в течение 1 ч.

Опытные пружины испытывают на усталостном стенде. Сравнение производится с выносливостью серийных пружин и пружин из проволоки 51ХФА-ВТМО (без дополнительного упрочнения).

Исследования показали, что выносливость опытных пружин, изготавливаемых из стали 51ХФА-ВТМО с дополнительной холодной пластической деформацией проволоки, выще выносливости контрольных пружин в 1,8-2,5 раза.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает повыщение работоспособности пружин.

Формула изобретения

Способ изготовления пружин по авт. св. № 882687, отличающийся тем, что, с целью повыщения работоспособности пружин, перед навивкой после термомеханической обработки и отпуска проволоку дополнительно подвергают холодной пластической деформации волочением со степенью деформации 15-50%.

Изобретение относится к производству ответственных пружин, изготавливаемых из проволоки диаметром более 2 мм, и позволяет повысить работоспособность пружин. Проволоку из легированных сталей подвергают высокотемпературной термомеханической обработке (ВТМО) волочением на специальной установке, а после ВТМО дают средний отпуск. Далее проводят холодную пластическую деформацию волочением со степенью деформации 15-50% (для сечения около 2 мм - 50%, свыше 5 мм - 15%). Методом холодной навивки на автоматах или гибки изготавливают пружины с последующим отпуском при температуре, не превышающей температуру отпуска упрочненной проволоки. Дополнительное объемное упрочнение проволоки после ВТМО холодной пластической деформацией волочением перед навивкой обеспечивает повышение работоспособности пружин.