Изготовление упругих элементов

Категория:
Пружины


Изготовление упругих элементов

Упругие элементы из бериллиевой бронзы изготовляются: 1) из ленты штамповкой, вытяжкой, гибкой и т. п.; 2) из прутков обработкой на станках; 3) из проволоки путем навивки пружин.

Упругие элементы из бериллиевой бронзы изготовляются по одному из следующих вариантов технологического процесса.

Вариант 1.
1. Отрезка или вырубка заготовок.
2. Обезжиривание и промывка заготовок.
3. Закалка.
4. Полирование заготовок (при необходимости).
5. Изготовление деталей.
6. Обезжиривание и промывка деталей.
7. Облагораживание — отпуск.
8. Технический контроль.

Вариант 2.
1. Изготовление заготовок.
2. Изготовление деталей.
3. Обезжиривание и промывка деталей.
4. Закалка.
5. Облагораживание.
6. Технический контроль.

Вариант 3.
1. Изготовление заготовок.
2. Обезжиривание и промывка заготовок.
3. Закалка.
4. Облагораживание.
5. Изготовление деталей.
6. Технический контроль.

Все операции по изготовлению рабочими упругих элементов из бериллиевой бронзы должны производиться ими в чистых хлопчатобумажных перчатках и с помощью пинцета.

Закалка

Закалка применяется с целью перевода бериллиевой бронзы в пластическое (мягкое) состояние, чтобы обеспечить возможность применения операций холодной деформации металла: штамповки, вытяжки, гибки и т. п. для придания изготовляемой детали требуемой формы по чертежу.

Перед закалкой изготовленные заготовки для удаления загрязнений подвергаются обезжириванию и промывке по следующему процессу:
1) двухкратная промывка в ацетоне с перемешиванием заготовок вращательным движением в течение 10—15 мин;
2) промывка в холодной дистиллированной воде с перемешиванием заготовок вращательным движением в течение 5—10 мин;
3) кипячение заготовок в дистиллированной воде в течение 5 мин;
4) сушка заготовок теплым воздухом или в термостате при температуре не более 120° С в течение 15—20 мин до полного их высыхания.

Промытые и высушенные заготовки укладываются в коробочку, засыпаются древесным углем и помещаются в электрическую печь при установившейся температуре 780 ± 10 °С. Выдержка заготовки в печи от 8 до 15 мин. Время выдержки принимается в зависимости от количества одновременно загруженных заготовок в печь. Нагретые коробочки с заготовками подвергают быстрому охлаждению в холодной воде с температурой не выше 15—20 °С. После охлаждения заготовки сушатся сжатым воздухом или в термостате при температуре не выше 120 °С в течение 10—15 мин до полного высыхания заготовок. Качество закалки проверяется путем облагораживания нескольких штук заготовок, после облагораживания заготовки должны удовлетворять требованиям чертежа по твердости.

В некоторых случаях заготовки, предназначенные для более ответственных и точных деталей, подвергаются травлению с последующим тщательным механическим полированием поверхности.

Высушенные заготовки проходят обезжиривание в бензине или ацетоне, затем производится травление их в 15—20-процентной серной кислоте при температуре 50—60 °С в течение 5—10 мин или в 30-процентном едком натре (NaOIl) или в едком калии (КОН) при температуре 100 °С в течение 20—25 мин с последующей тщательной промывкой в холодной, а затем в горячей воде при температуре 80—100 °С.

Промытые заготовки подвергаются сушке сжатым воздухом или в термостате при температуре 80—100 °С в течение 10—15 мин до полного удаления влаги.

Промытые и высушенные заготовки подвергаются тщательному механическому полированию поверхности.

Облагораживание

Из закаленных и отполированных заготовок изготовляют детали в соответствии с требованием чертежа. Изготовленные детали подвергаются облагораживанию — отпуску. Облагораживание (дисперсионное твердение) производится для перевода бериллиевой бронзы из пластического (мягкого) состояния в упрочненное — твердое состояние; при этом упругие элементы должны удовлетворять требованиям чертежа или техническим условиям по твердости.

Облагораживание производится в обычных электрических печах, в электрических печах с защитными атмосферами и в вакуумных печах. Вакуум должен быть не менее 10“1—10-2 мм рт. ст.

Нагрев деталей при облагораживании производится при температуре от 260 до 400 °С в зависимости от требований чертежа или технических условий по твердости или временному сопротивлению разрыву и относительному удлинению. Охлаждение производится на воздухе. Выдержка деталей в печи после прогрева от 1 до 4 ч в зависимости от предъявляемых требований к механическим свойствам и от количества одновременно загружаемых деталей в печь.

Твердость деталей из бериллиевой бронзы обычно принимается HV220—400 в зависимости от условий работы и назначения деталей.

Для витых пружин, навиваемых из проволоки диаметром от 0,1 до 0,3 мм, вместо твердости устанавливается требование по временному сопротивлению разрыву, которое должно быть не менее 100 кГ/мм2, и относительному удлинению, которое лежит в пределах от 0,5 до 2%. Твердость определяется на приборе Виккерса или ПМТ-3.

Механические свойства проверяются непосредственно на облагороженных упругих элементах или на свидетелях, при этом термическую обработку — закалку и облагораживание — свидетели проходят одновременно с упругими элементами.

Упругие элементы из бериллиевой бронзы во избежание коробления и изменения конфигурации и размеров перед облагораживанием укладываются в универсальное, а лучше в специальные, кот пирующие форму упругих элементов, приспособления.

Универсальным приспособлением может служить стальной хромированный стакан (из стали любой марки) с хромированными крышкой и натяжным винтом, обеспечивающим хорошее сжатие внутреннего объема стакана. Упругие элементы укаладываются в универсальное приспособление с учетом их конструктивных особенностей вместе с засыпкой чистого отмученного кварцевого песка, при этом укладка упругих элементов в песок осуществляется послойно (слой песка, слой упругих элементов, слой песка и т. д.) с помощью пинцета. Уложенные упругие элементы уплотняются на вибраторе и закрываются крышкой с натяжным винтом.

При облагораживании деталей в вакуумной печи поступают следующим образом. Приспособления с уложенными деталями загружаются в рабочее пространство вакуумной печи. Вакуумная печь герметически закрывается дверцей. Включается вакуумный насос и производится откачка воздуха из печи. После установления вакуума не менее 10-1—10-2 мм рт. ст. включается нагрев печи. Температура нагрева поднимается до заданной технологическим процессом. После установления температуры производится выдержка в соответствии с технологическим процессом. После выдержки нагрев печи отключается и производится охлаждение печи вместе с деталями примерно до 100° С при работающем вакуумном насосе. Затем вакуумный насос останавливается, печь открывается, приспособления с деталями выгружаются из печи и дальнейшее охлаждение происходит на воздухе.

При непрерывной круглосуточной или двухсменной работе вакуумных печей загрузка приспособлений с деталями может производиться в печь, нагретую не более 80—100 °С.

Контроль температуры печи осуществляется термопарой с контактным гальванометром; параллельно к этой же термопаре подключен контрольный гальванометр, который периодически включается обслуживающим персоналом для проверки правильности показания температуры контактным гальванометром во время работы вакуумной печи.

При нарушении герметичности печи детали будут окислены до коричневого или даже темно-синего цвета.

Выше было указано, что упругие элементы из бериллиевой бронзы проходят обязательную термическую обработку — закалку при температуре 770—790 °С с нагревом в течение 8—15 мин и высокий отпуск при температуре 260—400 °С при выдержке в печи в течение нескольких часов. Эффективность такой термической обработки подтверждается успешной практикой валового производства ряда заводов. Однако для обеспечения более высокого сопротивления большим пластическим деформациям целесообразно применять двухступенчатый отпуск: высокотемпературный, а затем низкотемпературный или изотермическая закалка с последующим низкотемпературным отпуском.

Для обеспечения более высокого предела упругости, чем после закалки по обычным режимам, принятым на заводах, разработан метод двойной термомеханической обработки. Этот метод заключается в том, что после обычной закалки производится деформация бериллиевой бронзы с определенной степенью обжатия. После деформации производится повторная «скоростная» закалка, которая осуществляется при температуре 770—790 °С с временем нагрева от 3 до 5 сек. После такой закалки бериллиевая бронза обладает достаточно высокой технологической пластичностью, при этом чем меньше степень деформации, предшествующая скоростной закалке, тем меньше изменение свойств в результате этой закалки.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум