Условия работы пружин и рессор. Требования к рессорно-пружинным сталям

Глава XXIV

ТЕХНОЛОГИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРУЖИН И РЕССОР

Условия работы пружин и рессор. Требования к рессорно-пружинным сталям

Пружины и рессоры являются упругими элементами разнообраз­ных машин, механизмов и приборов, предназначенных для соз­дания, восприятия или гашения ударов, колебаний, сотрясений, а также для привода подвижных частей или для измерения уси­лий. Разнообразие видов пружин, применяемых в современной технике, весьма велико. По характеру работы различают пру­жины, работающие на сжатие, растяжение, кручение, и специ­альные, воспринимающие комбинированную нагрузку, в основ­ном изгиб. По форме пружины делятся на винтовые, спиральные, тарельчатые и др. Некоторые виды пружин и рессор представлены на рис. 166.

Различные типы пружин могут эксплуатироваться при стати­ческом приложении нагрузки (например, постоянно сжатые), при динамических нагрузках (буферные пружины) и многократных динамических нагрузках с большим числом циклов нагружения различной частоты (пружины клапанов двигателей).

Основной рабочей характеристикой пружин является их жесткость, т. е. способность деформироваться на определенный размер при заданных нагрузках. Величина и постоянство рабочих характеристик, а также отсутствие поломок и изменения разме­ров (проседание, растяжение) характеризуют качество пружин.

Наибольшее распространение в технике имеют винтовые пру­жины. Крупные винтовые пружины изготавливают из прутков диаметром более 12 мм, средние — из проволоки или прутков диаметром 1,5—12 мм. Мелкие пружины изготавливают из про­волоки диаметром 0,2—1,5 мм.

В большинстве пружин материал работает на кручение, поэ­тому для расчета пружин используют модуль сдвига материала и допускаемое напряжение при кручении. Пружины не испыты­вают деформации растяжения, однако существует корреляция между механическими свойствами проволоки на растяжение и работоспособностью пружин. Это обстоятельство, а также мето­дические удобства определения, обусловили широкое исполь­зование испытаний на растяжение для оценки качества пружин­ных материалов.

При правильном выборе типоразмера пружин и рессор в со­ответствии с величиной и характером эксплуатационных нагру­зок на их долговечность и надежность влияют следующие фак­торы:

1. Химический состав и структурное состояние стали после
термической обработки, а также его изменение в процессе нагружения.

2. Металлургическое качество стали (содержание неметалли­ческих включений, неоднородность состава и структуры).

3. Качество поверхности проката (листа, полосы, ленты,
проволоки). Наличие дефектов поверхности, играющих роль
концентраторов напряжений в готовых пружинах и рессорах.

4. Наличие и глубина обезуглероженного слоя.

5. Напряженное состояние, определяемое характером распре­
деления и величиной внутренних остаточных напряжений.

Стали для пружин и рессор представляют собой специальную группу конструкционных сталей с характерным комплексом свой­ств, важнейшим из которых является сопротивление малым пластическим деформациям. Оно характеризуется условным преде­лом упругости, отвечающим появлению остаточной деформации 10^-3—10^-4 %. Величина предела упругости определяет предельные напряжения, которые не должны быть превышены в упругих элементах в процессе эксплуатации. Высокое сопротивление ма­лым пластическим деформациям обеспечивает такие важные для упругих элементов свойства, как усталостную прочность (сопро­тивление циклическим нагрузкам), сопротивление протеканию релаксационных процессов и проявлению неупругих явлений, ответственных за изменение размеров и рабочих характеристик пружин и рессор.

Упругие элементы из углеродсодержащих сталей, работаю­щие при динамических нагрузках в условиях низких температур, должны обладать высоким сопротивлением хрупкому разруше­нию. Поэтому необходимо стремиться к мелкозернистости стали, однородности структуры и субструктуры, повышению чистоты стали по вредным примесям и неметаллическим включе­ниям.

Весьма важны свойства, определяющие технологичность рессорно-пружинных сталей как в процессе их металлургического производства, так и при изготовлении упругих элементов. К ним относятся: технологическая пластичность при горячей и холод­ной пластической деформации (при прокатке, волочении, гибке, штамповке и др.) склонность к перегреву и обезуглероживанию при термической обработке и др.

По назначению рессорно-пружинные стали классифицируются на стали общего назначения, используемые в качестве конструк­ционных материалов для работы в обычных атмосферных усло­виях, и стали специального назначения для изготовления упругих элементов, работающих в особых условиях, например, в коррозионноактивных средах, при повышенных температурах и др.

Основными способами упрочнения пружинных сталей общего назначения являются: 1) холодная пластическая деформация (деформационный наклеп) с последующим низкотемпературным нагревом; 2) закалкана мартенсит с последующим отпуском или динамическим старением; 3) термомеханическая обработка.

Для изготовления пружин и упругих чувствительных эле­ментов специального назначения используют коррозионностойкие и теплостойкие стали и сплавы, элинварные и высокоэлектропроводные сплавы.

2. Термическая обработка пружин изсталей общего назначения, упрочняемых холодной пластической деформацией с последующим отпуском

Преимуществом таких пружин является простота и экономич­ность технологического процесса их изготовления наряду с вы­соким комплексом свойств, обеспечивающих длительную надеж­ную эксплуатацию. Отсутствие закалки позволяет получить вы­сокую точность конфигурации и размеров пружин при почти полном отсутствии поверхностного обезуглероживания и окисле­ния, резко снижающих усталостную прочность.

Для изготовления пружин используют термически обработан­ную на заданный уровень прочности или холоднодеформированную, предварительно термически обработанную (обычно патентированную) проволоку или ленту. Ввиду невысокой пластично­сти обработанных на высокую прочность сталей из них изго­тавливают пружины несложной конфигурации.

Закаленная и отпущенная пружинная проволока или лента изготавливается из углеродистых (68А, У7А—У12А) и легиро­ванных сталей (65ГА, 68ГА, 50ХФА, 60С2А, 70С2ХА). Лента по уровню прочности поставляется по трем группам: 1П, 2П и ЗП. С увеличением номера группы выше уровень прочности, но меньше вязкость ленты, определяемая по числу переменных гибов.

Пружины, изготовленные из термически обработанной ленты, подвергают отпуску при 240—250°С в течение 1 ч для уменьше­ния внутренних напряжений и дополнительного распада остаточ­ного аустенита, который может сохраниться в структуре исход­ной ленты. Нагрев проводят в электрических печах в воздушной среде с тем, чтобы по плоскостям среза при вырубке произошло образование тонкой окисной пленки (колоризация), которая несколько улучшает коррозионную стойкость пружин.

В большинстве случаев материалом для изготовления пружин служит проволока или лента, полученная путем холодной пла­стической деформации (волочением, прокаткой) заготовок с пред­варительно подготовленной исходной структурой. Основным ви­дом предварительной термической обработки является патентирование. Полученная при этом структура тонкопластинчатого перлита позволяет выполнять холодную деформацию с высокими степенями обжатия. Сталь существенно упрочняется, сохраняя пластичность и вязкость, достаточную для навивки пружин в хо­лодном состоянии.

Упрочнение при деформационном наклепе зависит как от со­става стали и ее структуры, так и от степени деформации. Высокие пружинные свойства достигаются после деформации с большими степенями обжатия и поэтому могут быть получены на проволоке и ленте небольших сечений (диаметром или толщиной до 6—8 мм).

Высокопрочная проволока диаметром 0,5—8 мм для изготов­ления мелких и средних пружин поставляется (ГОСТ 9389—75) четырех классов прочности (I, II, ПА, III), различающихся по уровню механических свойств, характеризуемых временным со­противлением при растяжении, числом скручиваний и перегибов. Наиболее высокопрочную проволоку изготовляют из сталей У7А, У8А, У9А; проволоку с повышенной прочностью II и ПА классов — из стали 65Г; III класса — из стали 45. Чем выше содержание углерода в стали, тем выше прочность после патентирования и последующей холодной деформации.

Технологический процесс изготовления мелких и средних пру­жин включает следующие операции: холодную навивку, правку, обрубку лишних витков, заточку и шлифование торцев (при не­обходимости), термическую обработку, обжатие до соприкосно­вения витков, испытание пружин и проверку размеров, нанесе­ние антикоррозионных покрытий и проверку их качества, а также окончательный контроль.

Термическая обработка пружин заключается в их отпуске. В результате отпуска повышаются предел упругости, релакса­ционная стойкость, усталостная прочность, снижаются остаточ­ные напряжения и остаточная деформация пружин при нагружении, стабилизируются форма пружин и их силовые характери­стики. Указанное изменение свойств А. Г. Рахштадт связывает с изменениями тонкой структуры (по типу полигонизации), образованием сегрегации из атомов углерода на дислокациях и дисперсных частиц карбидов (деформационное старение).

Режимы отпуска пружин после навивки колеблются в широких пределах. Ввиду того, что процессы при отпуске являются тер­мически активируемыми, более низкой температуре должна со­ответствовать более продолжительная выдержка. Наиболее часто отпуск выполняют при температурах 175—250⁰С.Для пружин из высокоуглеродистой стали А. Г. Рахштадт рекомендует сле­дующие режимы отпуска: нагрев до 175 °С с выдержкой 2 ч или до 220—300 °С, но с выдержкой 1 ч; 350 °С с выдержкой 15 мин или 450 °С с выдержкой 5 с. Отмечено, что последний режим очень эффективен, но его использованию препятствуют затрудне­ния в регулировании выдержки в случае отпуска пружин различ­ного размера или при колебаниях массы садки.

Для отпуска используют печи-ванны с горячим маслом или расплавом солей. Недостатком расплавов солей является образо­вание солевой рубашки вокруг витков, для удаления которой необходима тщательная промывка, например, в горячем содовом растворе. Можно выполнять отпуск и в электропечах со встроен­ными вентиляторами для интенсивной циркуляции атмосферы, обеспечивающей равномерность низкотемпературного нагрева садки.

При отпуске пружин в свободном состоянии происходит их деформация за счет уменьшения остаточных напряжений. На спиральных пружинах из углеродистой стали, как правило, на­блюдается рост угла спирали, увеличение высоты пружины, уменьшение наружного диаметра (до 1,5 %) и увеличение числа витков (до 1,25—2 %). Величина деформации возрастает с уве­личением отношения диаметра пружины к диаметру проволоки. При постоянстве технологических параметров изготовления пру­жин разброс значений деформации обычно невелик, поэтому фиксирующие приспособления, как правило, не применяют, а из­менение размеров пружин при отпуске соотносят с соответствую­щей корректировкой размеров оснастки для их навивки.

В последние годы для подготовки исходной структуры наряду с патентированием все более широко используют нормализацию, изотермическую закалку на нижний бейнит, закалку со скорост­ным электроотпуском.

3. Термическая обработка пружин из сталей общего назначения, упрочняемых закалкой с отпуском

Для изготовления пружин, упрочняемых последующей закалкой с отпуском, используют холоднодеформированную отожженную проволоку или ленту, горячекатаный или холоднокатаный сор­товой прокат или катанку. В исходном состоянии указанные полуфабрикаты не характеризуются высокой прочностью, но имеют повышенную пластичность, позволяющую изготавливать пружины сложной конфигурации. Крупные пружины наготавливают с использованием горячей деформации.

Технологический процесс изготовления пружин горячей де­формацией в общем случае включает следующие операции: от­резку заготовок, оттяжку или вальцовку концов заготовок ъ го­рячем состоянии (950—1150°С), навивку или штамповку в го­рячем состоянии (800—1000°С), обрубку концов, заточку и шлифование торцев пружин (при необходимости), термическую об­работку, гидропескоструйную обработку (иногда наклеп дробью), испытание пружин и проверку размеров. При изготовлении пру­жин холодной деформацией исключаются операции оттяжки концов и нагрева заготовок перед навивкой (штамповкой).

Основным видом термической обработки пружин является за­калка с отпуском. Закалка должна обеспечить получение в струк­туре мартенсита без участков троостита и с минимальным коли­чеством остаточного аустенита. Остаточный аустенит обладает пониженным пределом упругости, что снижает сопротивление стали малым пластическим деформациям. Возможное превраще­ние остаточного аустенита в мартенсит вызывает понижение релаксационной стойкости и склонность к замедленному разрушению. В связи с этим целесообразно после закалки проводить обработку холодом.

Для снижения склонности к хрупкому разрушению и темпе­ратуры перехода из вязкого состояния в хрупкое необходимо стремиться к получению при нагреве под закалку мелкозернистого аустенита и к снижению уровня внутренних напряжений при закалке. Для предупреждения поверхностного окисления и обез­углероживания нагрев пружин, особенно малой толщины (при­борных и т. п.), следует проводить в защитной атмосфере или в вакууме. Нагрев в соляных ваннах обеспечивает получение чистой поверхности, но может вызвать поверхностные поврежде­ния, снижающие усталостную прочность, что недопустимо для пружин ответственного назначения.

Окончательные свойства определяются условиями отпуска. Режим отпуска следует выбирать с учетом назначения и условий нагружения упругих элементов в эксплуатации. Для большин­ства пружин отпуск проводят при температурах, обеспечиваю­щих высокие значения предела упругости.

Для широко применяемых углеродистых и легированных пру­жинных сталей с содержанием 0,5—0,7 % С характерна единая закономерность изменения свойств в зависимости от температуры отпуска (рис. 167). Максимальный предел упругости легирован­ных сталей достигается при температурах отпуска 300—350°С, углеродистых — при 250 °С. Установлено, что при этом сталь обладает также наибольшей усталостной прочностью и релакса­ционной стойкостью. Указанные температуры соответствуют ус­ловиям достаточно полного распада остаточного аустенита и об­разования большого числа дисперсных частиц карбидов, коге­рентно связанных с решеткой мартенсита и расположенных как в объеме кристаллов, так и по границам двойников. Эти частицы закрепляют дислокации и стабилизируют структуру, а также сами непосредственно повышают сопротивление малым пласти­ческим деформациям.

Релаксационная стойкость стальных пружин при равных зна­чениях предела прочности после закалки и отпуска выше, чем после деформационного наклепа и отпуска, что связано с более равномерным распределением дислокаций в первом случае.

Во избежание нежелательных изменений в структуре (коагу­ляция карбидов и др.) режим отпуска должен быть строго регла­ментирован по температуре и продолжительности. Так А. Г. Рахштадтом приведены данные, что максимальное значение предела упругости для стали У10А достигается после закалки и отпуска при 250°С в течение 15 мин, или после отпуска при 350 °С в те­чение 1 с. Значительное понижение предела упругости при увеличении времени отпуска с 10 до 45 мин при 300 °С установлено также для стали 50ХФА.

Для пружин, работающих в условиях динамического нагружения, для которых возникновение внезапных или замедленных хрупких разрушений особенно опасно, определяющее значение для выбора режима отпуска приобретает также уровень пластич­ности и сопротивление хрупкому разрушению. В связи с этим температура отпуска повышается выше той, которая соответст­вует наибольшему пределу упругости.

Более высокие пределы упругости, вязкости и усталостная прочность достигаются при изотермической закалке пружинных сталей с получением структуры нижнего бейнита, что объясняется иной субструктурой, в которой отсутствует двойни кованный мартенсит, присутствующий при обычной закалке пружинных сталей с повышенным содержанием углерода, а также особенно­стями выделения дисперсных карбидов, создающих эффективные препятствия движению дислокаций. При этом высокие свойства достигаются даже в присутствии значительных количеств остаточ­ного аустенита. Это связано с повышенной устойчивостью остаточ­ного аустенита к превращению в мартенсит.

Дополнительный отпуск сталей со структурой нижнего бей­нита при температурах, близких к температуре образования этой структуры, еще в большей степени повышает пружинные свойства сталей. Указанный процесс назван двойной изотермической обработкой. Следует отметить, что присутствие верхнего бейнита недопустимо, так как ухудшает весь комплекс свойств.

При выполнении закалки и отпуска пружин необходимо предусматривать меры по уменьшению их деформации, особенно для нежестких пружин с большим значением пружинного индекса (отношения диаметра навивки пру­жин к диаметру проволоки). Последующая правка упругих элементов нежелательна, так как вызывает появление остаточных напряжений и ухудшение свойств.

Меры по уменьшению деформации раз­рабатываются применительно к конкретным видам и типоразмерам пружин. При этом можно использовать такие приемы, как равномерную укладку пружин в печь (например, в швеллерные балки); приспо­собления, фиксирующие форму и размеры пружин при нагреве и охлаждении (рис. 168); отпуск на оправках, либо для плоских и тарельчатых пружин в прес­сах с электроподогревом. Эффективным средством уменьшения деформации являет­ся изотермическая закалка.

Режимы термической обработки и механические свойства не­которых пружинных сталей приведены в табл. 40.

Динамическое старение (отпуск под нагрузкой) пружинных сталей. Комплексмеханических свойств сталей, определяющих их применение в качестве материала для упругих элементов, может быть существенно повышен в результате отпуска под на­грузкой. Степень улучшения свойств пружинных сталей практи­чески не зависит от их легирования. Стали с более высокими свой­ствами после закалки и обычного отпуска оказываются лучшими по свойствам и после отпуска под нагрузкой. Нагружение упругих элементов осуществляется растяжением или кручением, при этом не обязательно совпадение схем нагружения при отпуске и при последующей эксплуатации.

Отпуск под нагрузкой следует выполнять непосредственно после закалки, либо, что более эффективно — после закалки и предварительного низкого отпуска. Предварительный отпуск рекомендуется выполнять при 150°С для сталей с 0,5 % С при 170 °С для сталей с 0,6—0,7 % С и при 300 °С для высокоуглеро­дистых сталей. Отпуск при более низкой температуре может при­вести к хрупкому разрушению при последующем нагружении.

Для обеспечения устойчивого прироста свойств уровень напря­жений должен составлять примерно (0,7—0,8) σ_0,2 при темпера­туре отпуска под нагрузкой.

Температура отпуска под нагрузкой зависит от состава стали и, как правило, должна быть выше температуры предварительного отпуска. В общем случае температура окончательного отпуска соответствует температурной области 200—400°С. Влияние тем­пературы отпуска под нагрузкой на свойства стали 60С2 представ­лены на рис. 169, свойства стали при обычном отпуске даны на рис. 167.

Продолжительность отпуска также существенно влияет на окончательные свойства сталей. Показано, в частности, что для стали 65Г максимум пределов упругости и текучести достигается при отпуске 350 °С в течение 40—60 мин.

4. Технология термической обработки рессор

По конструкции и условиям работы рессоры транспортных уст­ройств представляют отдельную группу упругих элементов.

Технология производства рессор характеризуется рядом осо­бенностей и рассмотрена в данном разделе на примере автомо­бильных рессор, занимающих преобладающий объем в общем производстве рессор транспортных машин.

По условиям работы рессорные листы должны обладать высо­ким сопротивлением статическим и циклическим нагрузкам, фреттинг-усталости, просадке и истиранию. Преобладающим ви­дом нагружения является циклический изгиб.

Экспериментальные данные показывают, что химический со­став рессорных сталей (кроме содержания углерода) оказывает незначительное (в пределах 10—15 %) влияние на характеристики циклической прочности. Основная цель легирования рессорных сталей заключается в обеспечении полной прокаливаемости рес­сорных листов. При этом используют дешевые и недефицитные легирующие элементы, увеличивающие прокаливаемость стали.

Возможность повышения циклической прочности рессорных сталей за счет легирования ограничена также экономическими соображениями. В литературе имеются сведения, что эффект по увеличению долговечности за счет легирования составляет 10— 15 %, а стоимость дополнительного легирования, как правило, выше. Рафинирование стали за счет, например, использования электрошлакового переплава и синтетических шлаков для рессор массового выпуска также экономически не оправдано в связи с повышением усталостной прочности на 10—20 % при увеличении стоимости стали на 30—50 % по сравнению со сталью мартенов­ской выплавки.

Для изготовления рессор ГОСТ 14959—79 предусматривает 25 марок стали. В производстве автомобильных рессор исполь­зуют в основном стали 60С2 (55С2), 60ХГС, 50ХГ (50ХГА) и в меньшей степени (для рессор легковых автомобилей) стали 50ХГФА и 50ХФА. Рядом работ показана перспективность стали 55ХГР, содержащей 0,001—0,003 % В.

Основными технологическими характеристиками рессорных сталей являются склонность к перегреву и обезуглероживанию, устойчивость переохлажденного аустенита. Сравнение сталей 60С2, 50ХГ и 55ХГР показало максимальную склонность стали 60С2 к обезуглероживанию и минимальную устойчивость аусте­нита. Интенсивный рост зерна у сталей 60С2 и 55ХГР начинается при нагреве свыше 950°С, у стали 50ХГ — свыше 900°С. Установлено некоторое преимущест­во сталей 60С2 и 55ХГР по статической и циклической проч­ности при меньшей пластич­ности, чем у стали 50ХГ, что, вероятно, связано с меньшим содержанием углерода в последней.

Действующий в настоящее время на большинстве заводов технологический процесс про­изводства листовых автомобиль­ных рессор включает рубку горячекатаных полос на мерные заготовки, доделочные операции (выдавливание фиксирующих кнопок, пробивку отверстий для стягивающих болтов, отгибку концов, загибку ушек), терми­ческую обработку, в процессе которой проводят гибку полос, дробеструйный наклеп (двух­сторонний или, по крайней ме­ре, со стороны вогнутой поверхности), осадку и контроль. Доделочные (заготовительные) операции проводят при мест­ном нагреве отдельных участ­ков рессорных листов в щеле­вых газовых нагревательных устройствах или индукционным способом.

Принципиальная технологи­ческая схема линии для ком­плектной термической обработ­ки рессорных листов приведена на рис. 170. Годовая произво­дительность линии составляет 8—14 тыс. т.

Для нагрева под закалку используют газовые или мазут­ные печи, а также электропечи. Для повышения производитель­ности линий используют фор­сированный нагрев, предусмат­ривающий значительный пере­пад температур между печью и нагреваемым металлом. С учетом допустимых пределов температур нагрева при практически возможной точности поддержания температуры в печи и скорости прохождения конвейера через печь температуру печи поддержи­вают в пределах 980—1000°С для листов из стали 60С2 и в пре­делах 880—900°С из стали 50ХГ. При этом длительность нагрева листов толщиной 6—10 мм под закалку выбирают в интервале 10—25 мин. При выборе температуры печи следует учитывать снижение стойкости звеньев цепи конвейера с повышением тем­пературы.

Нагретые листы укладывают в гибозакалочный штамп, уста­новленный на многопозиционном (на 8—12 позиций) барабане. Штамп закрывают и этим обеспечивают гибку листа; барабан поворачивается, погружая лист в закалочное масло. Для пред­отвращения деформации листов длительность их охлаждения в штампе должна составлять 40—60 с. Из закалочного штампа листы попадают на транспортер, перемещающий их из мас­ляного бака к отпускной печи. Скорость транспортера и его протяженность в масляном баке определяется временем, необходимым для охлаждения листов до температуры 140— 150 °С.

Отпуск листов осуществляется в конвейерной электропечи с укладкой листов на ребро перпендикулярно направлению движения конвейера. Температура отпуска для сталей 60С2 и 50ХГ соответствует 450—480 °С. Учитывая высокую плотность укладки листов на конвейере и перепад температур между зоной расположения термопар и металлом, температуру в печи под­держивают выше заданной температуры металла на 100—150 °С; длительность отпуска 45—50 мин. После отпуска листы охла­ждаются в воде (в душевом устройстве), что позволяет ускорить технологический цикл, а также способствует устранению склон­ности к отпускной хрупкости второго рода.

Описанная технология является основной в практике дейст­вующих заводов. Однако ей свойственен ряд недостатков, связан­ных с трудностью комплексной автоматизации всего процесса (в частности операция переноса листов из печи в гибозакалоч­ный барабан до настоящего времени на многих заводах выпол­няется вручную), а также с недостаточной производительностью оборудования, обезуглероживанием листов и крупнозернистостью аустенита при нагреве под закалку в печах.

Дальнейшее совершенствование технологии производства рес­сор требует создания комплексно автоматизированных агрега­тов и новых технологических схем, основанных на использовании современных методов упрочнения (ТЛЮ, закалки при индукци­онном нагреве и др.).

Примером такого подхода является новый метод термической обработки рессор, разработанный и внедренный на Московском автозаводе им. И. А. Лихачева (ПО ЗИЛ) для рессор грузовых автомобилей. Листы подвергают двойной закалке и отпуску. Первую (предварительную сквозную) закалку выполняют для упрочнения сердцевины листа и подготовки исходной структуры с тем, чтобы при второй (поверхностной) закалке с использованием скоростного индукционного нагрева получить поверхностный закаленный слой на глубину 0,15—0,2 от толщины листа с очень мелким зерном аустенита (14—15 балл по ГОСТ 5639—82). При поверхностном нагреве для второй закалки сердцевину листа отпускают на твердость НRC 38—40.

Наличие столь мелкого зерна в сочетании с высокими остаточ­ными напряжениями сжатия в поверхностном закаленном слое с твердостью HRС 58—59 и упрочнением сердцевины на твердость НRC 38—40 обеспечивает высокое сопро­тивление листов статическим и цик­лическим нагрузкам.

В автоматической линии для тер­мической обработки по новому методу рессорные листы толщиной 18 мм из стали 60С2 перемещаются через ряд последовательно расположенных индукторов и спрейеров. В линии осуществляется также выдавливание центрирующих кнопок и гибка лис­тов. Последовательность операций технологического процесса следую­щая: местный индукционный нагрев зон выдавливания центрирующих кнопок, выдавливание кнопок; сквоз­ной индукционный непрерывно-последовательный нагрев листа для первой закалки; гибка нагретого лис­та в роликах; дозированное водяное охлаждение в спрейере, обеспечивающее закалку с самоотпуском; после разогрева по­верхности до 250—280 °С вторичное дополнительное охлаж­дение; поверхностная непрерывно-последовательная закалка при прохождении листа через одновитковый индуктор - спрейер: электроотпуск при индукционном нагреве; окончательное охлажде­ние водяным душем. Изменение температуры поверхности листа в процессе основного технологического цикла обработки при­ведено на рис. 171.

Производительность линии при закалке листов толщиной 18 мм — 800 кг/ч, скорость движения рессорных листов — 18 мм/с, общая потребляемая мощность (по высокой частоте) 580 кВт, частота тока 2,5 кГц.

Использование нового метода позволило повысить долго­вечность рессор, уменьшить их металлоемкость, полностью авто­матизировать процесс термической обработки.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: