Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРУЖИН ИЗ СТАЛИ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении пружин из стали горячей навивкой.

Из описания к изобретению "Способ изготовления пружин горячей навивкой" (к авторскому свидетельству SU 210821, МПК B21f, опубликовано 08.11.1968) известен способ изготовления пружин, включающий нагрев заготовки, навивку спирали на оправку, термическую обработку. К недостаткам известного технического решения относится то, что при нагреве заготовки она неравномерно нагревается по сечению, что не позволяет выровнять состав стали по содержанию углерода и легирующих элементов. Для устранения этого недостатка может быть увеличена температура нагрева заготовки, что может привести к перегреву и чрезмерному росту зерна в структуре стали.

Из описания к изобретению "Способ изготовления пружин из стали (варианты)" (к патенту RU 2411101, МПК B21F 35/00 (2006.01), опубликовано 10.02.2011) известен способ изготовления пружин, выбранный в качестве прототипа, включающий нагрев заготовки до температуры выше точки AC₃, выдержку заготовки при температуре выше точки AC₃, навивку заготовки в спираль при температуре выше точки AC₃, охлаждение спирали до температуры мартенситного превращения, отпуск. Нагрев заготовки и выдержка при температуре, гомогенизирующей высокотемпературную фазу, выравнивает температуру по сечению заготовки и химический состав стали по содержанию в ней углерода и легирующих элементов. Применение гомогенизирующей выдержки позволяет избежать перегрева заготовки. При этом интервал времени гомогенизирующей выдержки зависит от разницы температур по сечению заготовки, возникшей в результате нагрева. Во избежание чрезмерного роста зерна целесообразно свести интервал времени выдержки к минимуму.

Задачей изобретения является снижение времени гомогенизирующей выдержки и как следствие снижение роста зерна при изготовлении пружины за счет нагрева заготовки в несколько стадий.

Задача решается способом изготовления пружин, включающим нагрев заготовки до температуры выше точки AC₃, выдержку заготовки при температуре выше точки AC₃, навивку заготовки в спираль при температуре выше точки AC₃, охлаждение спирали до температуры мартенситного превращения, отпуск, отличающимся от прототипа тем, что нагрев заготовки осуществляют в два этапа, между которыми заготовку выдерживают при температуре ниже точки AC₁, в течение времени, необходимого для выравнивания температуры по сечению заготовки.

Способ может быть реализован следующим образом.

Одна заготовка или несколько заготовок одновременно нагреваются в термостатирующем устройстве (термостате) до температуры ниже точки AC₁, но не ниже температуры 650±50°C и выдерживаются при данной температуре в течение времени, необходимого для выравнивания температуры по сечению заготовки. Прогретая таким образом заготовка подвергается скоростному нагреву токами высокой частоты до температуры выше точки AC₃ с последующей выдержкой при температуре выше точки AC₃ в течение времени, необходимого для выравнивания температуры по сечению заготовки и химического состава стали по содержанию углерода и легирующих элементов. После этого осуществляется навивка заготовки на оправке в спираль с последующим охлаждением до температуры мартенситного превращения и отпуском пружины.

Благодаря предварительному подогреву заготовки ее нагрев до температуры выше точки AC₃, а также выравнивание температуры по сечению осуществляется в течение более короткого времени, что препятствует росту зерна в структуре стали.