способ термической обработки упругих элементов из сталей и сплавов
Классы МПК: | C21D9/22 сверл; фрез; резцов для металлорежущих станков C21D9/06 с предотвращением коробления при термообработке |
Автор(ы): | Тарасов А.Н., Бобер А.С. |
Патентообладатель(и): | Опытное конструкторское бюро "Факел" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-07-13 публикация патента:
20.10.1997 |
Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической обработке прецизионных деталей, пружин, лепестков, мембран. Технический результат заключается в повышении качества обработки при снижении трудоемкости и энергоемкости при улучшении однородности свойств. Упругие элементы из стали 65Г располагают между керамическими нагревателями из алюмооксидной керамики ВК-94-1 с приложением сжимающей нагрузки. Нагрев, выдержку и охлаждение элемента осуществляют в вакууме до 1,33
10-2Па. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
![способ термической обработки упругих элементов из сталей и сплавов, патент № 2093589](/images/patents/379/2093012/183.gif)
Формула изобретения
1. Способ термической обработки упругих элементов из сталей и сплавов, включающий нагрев до температуры отпуска с заданной скоростью и одновременным приложением сжимающей нагрузки заданной величины, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что обработку проводят в вакууме 1,33![способ термической обработки упругих элементов из сталей и сплавов, патент № 2093589](/images/patents/379/2093012/183.gif)
![способ термической обработки упругих элементов из сталей и сплавов, патент № 2093589](/images/patents/379/2093012/183.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке прецизионных деталей пружин, лепестков, мембран с фиксацией при закалке или старении на оправках при вакуумном и окислительном нагреве применительно к приборостроению, электронике, космической технике. Известен способ гидротермической обработки упругих элементов, включающий закалку, отпуск, заполнение элемента жидкостью и нагрев при повышенном давлении [1]Недостатки способа в сложности, трудоемкости и неуниверсальности для изготовления пружин пластинчатых малых размеров из тонких лент пружинных коррозионностойких сталей 40X13, 65X13, сплавов 36НXTЮ, БрБ-2. Велики затраты на вспомогательное оборудование и оснастку, неоднородны свойства поверхности и на участках переходов сечений. Известен способ закалки и отпуска кольцеобразных пластинчатых пружин, включающий укладку пружины в специальную матрицу, нагрев вместе с матрицей из жаростойкого сплава или стали [2,3]
Недостатки технологии аналогичны вышеназванным, при этом прочностные характеристики имеют значительный разброс внутри садки, обработанной за один нагрев, ограничена применимость преимущественно для цилиндрических пружин. Наиболее близким заявляемому является способ изготовления и термической обработки упругих микроэлементов из ленты сплава 36НXТЮ, включающий формообразование штамповкой или вырезкой, вакуумную ступенчатую термообработку при ступенчатом нагреве с последующим охлаждением с регламентированной скоростью от температуры старения с расположением деталей между пластинами нержавеющей стали. Недостатки способа в повышенной тепловой поводке по плоскости тончайших элементов из лент толщиной менее 0,15мм, высокая длительность прогрева садки по высоте набираемой стопы, в неуниверсальности способа в широком интервале температур старения или отпуска. Цель изобретения повышение качества обработки и сокращение подготовительно-заключительного времени, а также снижение энергоемкости и трудоемкости. Pазработанная технология термической обработки включает вакуумный нагрев, выдержку и охлаждение в вакууме 1,33
![способ термической обработки упругих элементов из сталей и сплавов, патент № 2093589](/images/patents/379/2093012/183.gif)
![способ термической обработки упругих элементов из сталей и сплавов, патент № 2093589](/images/patents/379/2093012/183.gif)
двухсторонний контактный нагрев между нагревательными керамическими элементами в относительно невысоком вакууме позволяет равномерно одновременно прогреть детали до температуры старения, отсчет времени выдержки и чистое время старения выдерживаются более точно, что исключает разброс микротвердости и повышает выход годных деталей с одинаковыми рабочими нагрузками;
выбранная скорость нагрева и охлаждения, а также высокий класс чистоты поверхности керамических нагревателей, выдерживающих значительные сжимающие нагрузки в интервале температур от 100oC до 900oC, позволяют получить детали без тепловой поводки по опорным поверхностям;
применение вакуумплотной алюмооксидной керамики расширяет технические возможности способа и не исключает проведение процесса в слабоокислительной атмосфере. При практическом осуществлении процесса использованы нагреватели керамические из керамики по аЯО 027 002 ТУ толщиной 2,5-4мм при мощности 200-400 Вт, помещаемые в настольные печи и электрошкафы СНОЛ-4.4.4/3,5 и СНВЛ-3.3/3,5,СНВЛ-0,8.0,5/10ИI. Пример 1. Стопорные шайбы из стали 65Г из ленты толщиной 0,3мм обрабатывали по предложенной технологии с размещением между нагревательными керамическими элементами из алюмооксидной керамики ВК-94-1, мощность элементов по 150 Вт, на фиг.1(а) показано размещение шайб на нагревателе. Вакуумный отпуск проводили при температуре 320oC при скорости нагрева 50oC/мин, выдержка была 30 минут, охлаждение со скоростью 70oC/мин. Класс чистоты поверхности приспособления-нагревателя со стороны прилегания шайб был 0,50мкм, усилие сжатия соответствовало напряжению 700 МПа. В результате обработки получены шайбы без деформации и неплоскостности с микротвердостью НO,49= 466-472, исключено смятие или хрупкое разрушение при сборке узлов, повысилась надежность изделия. Трудоемкость обработки сократилась в 1,5 раза в сравнении со стандартными режимами, шайбы имели лучшую для нанесения кадмиевого или цинкового покрытия поверхность. Пример 2. Упругие микроэлементы пружинные из сплава 36НХТЮ ленты 0,11мм размещали между нагревательными элементами мощностью 200 Вт (фиг.1,б) и нагревали в вакууме 1,33
![способ термической обработки упругих элементов из сталей и сплавов, патент № 2093589](/images/patents/379/2093012/183.gif)
![способ термической обработки упругих элементов из сталей и сплавов, патент № 2093589](/images/patents/379/2093012/183.gif)
![способ термической обработки упругих элементов из сталей и сплавов, патент № 2093589](/images/patents/379/2093012/183.gif)
![способ термической обработки упругих элементов из сталей и сплавов, патент № 2093589](/images/patents/379/2093012/183.gif)
Класс C21D9/22 сверл; фрез; резцов для металлорежущих станков
Класс C21D9/06 с предотвращением коробления при термообработке