ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ изготовления упругих элементов с использованием метода анизотропного ориентирования наноструктуры в материале

Классы МПК:C21D9/02 пружин 
B21F35/00 Изготовление пружин из проволоки
C21D8/00 Изменение физических свойств путем деформации в сочетании или с последующей термообработкой
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Общество с ограниченной ответственностью "НеоТех" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2013-01-09
публикация патента:

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано в производстве пружин из закаливаемых марок стали. Для повышения качества пружин и снижения энергозатрат осуществляют скоростной нагрев прутка до температуры выше точки Ac3 фазовых превращений, пластическую деформацию прутка винтовым обжатием с закручиванием в направлении сжатия витка пружины, немедленную горячую навивку пружины при температуре выше Ac3 с немедленной повитковой закалкой и отпуск с обеспечением анизотропно ориентированной структуры стали. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано в производстве пружин из закаливаемых марок стали.

Из уровня техники известен способ изготовления упругих элементов(SU 1169999 A, МПК 4 C21D 9/02, 8/00), включающий нагрев заготовки до температуры Ас3 , пластическую деформацию винтовым обжатием с закручиванием, закалку, навивку в направлении закручивания заготовки.

Известный способ позволяет обеспечить анизотропию свойств с текстурой, ориентированную вдоль направления действия карательных напряжений, что повышает значения статистической и циклической прочности упругих элементов. При винтовом обжатии величина обезуглероженного слоя уменьшается за счет большей степени деформации на поверхности (раскатка слоя). Высокотемпературная термомеханическая обработка позволяет отказаться от операций правки и шлифовки заготовки перед навивкой и повышает свойства циклической прочности и надежности против разрушения.

Из уровня техники известен способ изготовления крупногабаритных пружин (РФ № 1234018, кл. B21F 35/00, заявлено 13.08.84, опубликовано 30.05.86), выбранный в качестве прототипа, включающий высокотемпературную термомеханическую обработку заготовки поперечно-винтовым протягиванием в направлении деформации витка при сжатии пружины, скоростной нагрев заготовки до температуры выше точки Ас3 фазовых превращений, навивку пружины, немедленную закалку, отпуск пружины.

Известный способ позволяет повысить эксплуатационную надежность пружин благодаря тому, что высокотемпературная механическая обработка заготовки создает направленную структуру металла, соответствующую деформации, возникающей в процессе работы пружины при сжатии, а скоростной нагрев и горячая навивка с последующей термической обработкой создают дополнительное упрочнение.

Цель изобретения - повышение качества упругих элементов, снижение энергозатрат при изготовлении упругих элементов.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления упругих элементов с использованием метода анизотропного ориентирования наноструктуры в материале, включающем скоростной нагрев заготовки до температуры выше точки Ас3 фазовых превращений, пластическую деформацию заготовки винтовым обжатием с закручиванием в направлении сжатия витка пружины, навивку пружины, немедленную закалку, отпуск, согласно изобретению навивка пружины осуществляется немедленно после пластической деформации заготовки.

Учитывая, что от точки скоростного нагрева до точки горячей навивки заготовка охлаждается механизмами при пластической деформации и окружающей средой, целесообразно скоростной нагрев заготовки осуществить до температуры выше точки Ас3 не менее чем на 50°С.

Пример осуществления заявленного изобретения

Пруток из легированной стали непрерывно последовательно подвергают скоростному нагреву до температуры на 50°С выше точки Ac3 фазовых превращений. Затем пруток подвергают пластической деформации винтовым обжатием с закручиванием в направлении сжатия витка пружины. Затем осуществляют горячую навивку пружины при температуре выше точки Ac3 фазовых превращений с немедленной повитковой закалкой и с последующим отпуском.

В ходе ВТМО осуществляется разнонаправленная деформация заготовки, включающая в себя обжатие со степенью деформации 15-20%, сдвиг металла в поперечном направлении в зоне конусного участка деформации при винтовом обжатии со степенью деформации 10-12%, скручивание в поперечном сечении в зоне выхода заготовки с конического участка очага деформации с деформацией кручения 12-15% и деформацию изгиба при навивке.

Повышение качества пружин достигается за счет того, что при деформации заготовки в различных направлениях аустенитное зерно еще в горячем состоянии измельчается до наноразмерного уровня (200-500 нм), а закалка обеспечивает фазовое изменение структуры, т.е. переход в мартенситное состояние, что позволяет получить мартенситное зерно размером 100-300 нм.

При этом карбидная составляющая (цементит) находится в пределах 10-60 нм и равномерно расположена в мартенситной структуре.

Помимо этого, при использовании в качестве заготовки горячекатаного прутка при деформации винтовым обжатием удаляется окалина, обеспечивая шероховатость прутка в диапазоне 2,5-10 мкм при точности прутка 9-10 квалитет, что соответствует холоднокалиброванной стали.

Снижение энергозатрат при изготовлении упругих элементов по сравнению с прототипом достигается за счет того, что из процесса производства упругих элементов исключен повторный нагрев заготовки после высокотемпературной термомеханической обработки перед навивкой.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ изготовления пружин из стали с анизотропно ориентированной наноструктурой, включающий скоростной нагрев прутка до температуры выше точки Ac3 фазовых превращений, пластическую деформацию прутка винтовым обжатием с закручиванием в направлении сжатия витка пружины, навивку пружины, закалку и отпуск, отличающийся тем, что осуществляют горячую навивку пружины после пластической деформации при температуре выше Ac3 с немедленной повитковой закалкой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что скоростной нагрев заготовки осуществляют до температуры не менее чем на 50°С выше точки Aс3.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2524028

patent-2524028.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C21D9/02 пружин 

Патенты РФ в классе C21D9/02:
способ изготовления упругой клеммы для рельсового скрепления и упругая клемма -  патент 2512695 (10.04.2014)
способ изготовления высоконагруженных пружин сжатия -  патент 2464119 (20.10.2012)
способ упрочнения цилиндрических винтовых пружин -  патент 2462519 (27.09.2012)
способ закалки пружинных клемм и установка для его осуществления -  патент 2459877 (27.08.2012)
способ изготовления стабилизатора поперечной устойчивости легкового автомобиля -  патент 2438883 (10.01.2012)
способ восстановления пружин -  патент 2424330 (20.07.2011)
способ гибки и объемно-поверхностной закалки рессорных листов из сталей пониженной прокаливаемости и установка для его осуществления -  патент 2422542 (27.06.2011)
способ восстановления пружин -  патент 2413009 (27.02.2011)
способ восстановления пружин -  патент 2410445 (27.01.2011)
пружинная сталь, способ изготовления пружины из такой стали и пружина из этой стали -  патент 2397270 (20.08.2010)

Класс B21F35/00 Изготовление пружин из проволоки

Класс C21D8/00 Изменение физических свойств путем деформации в сочетании или с последующей термообработкой

Патенты РФ в классе C21D8/00:
способ производства холоднокатаной полуобработанной легированной электротехнической стали -  патент 2529326 (27.09.2014)
способ производства холоднокатаного проката для упаковочной ленты -  патент 2529325 (27.09.2014)
способ производства оцинкованной полосы для последующего нанесения полимерного покрытия -  патент 2529323 (27.09.2014)
способ получения листа из неориентированной электротехнической стали -  патент 2529258 (27.09.2014)
способ изготовления высокопрочного холоднокатаного стального листа с превосходной обрабатываемостью -  патент 2528579 (20.09.2014)
способ горячей прокатки сляба и стан горячей прокатки -  патент 2528560 (20.09.2014)
способ производства нетекстурированной электротехнической стали с высокой магнитной индукцией -  патент 2527827 (10.09.2014)
высокопрочный холоднокатаный стальной лист с превосходным сопротивлением усталости и способ его изготовления -  патент 2527571 (10.09.2014)
высокопрочный холоднокатаный лист с превосходной формуемостью и способ его изготовления -  патент 2527514 (10.09.2014)
стальной лист, обладающий превосходной формуемостью, и способ его производства -  патент 2527506 (10.09.2014)


Наверх