Электрификация

Справочник домашнего мастера

Рессоры марка стали

Основные марки и закалка рессорно-пружинной стали

Особой разновидностью стального сплава является рессорно-пружинная сталь. Пружинная сталь обладает рядом особенностей — очень высокий предел текучести, твердость, приемлемый уровень коррозийной устойчивости. Такой материал может гнуться, изменять свою форму под действием внешних факторов. Во время сжатия он сохраняется все свои физические свойства (прочность, механическая устойчивость, химическая инертность). Если такую пружину разжать, то материал вернется в свою обычную форму с сохранением всех физических свойств.

Основные сведения

Рессорно-пружинная сталь — сплав, который обладает очень высоким пределом текучести. Предел текучести — это физическое свойство какого-либо материала, характеризующее напряжение, при котором деформация продолжают расти без увеличения нагрузки. По факту этот показатель отражает способность материала сохранять свою форму при изгибе и скручивании.

Чем лучше материал сохраняют форму при деформации, тем выше у него предел текучести. Высокий предел текучести возникает в материале за счет специальных методов обработки (закалка, отпуск). Это отличает сталь-пружину от многих других стальных сплавов, которые обычно «обретают необычные свойства» за счет включения в их состав различных легирующих добавок.

В России для производства пружинной стали применяются низколегированные сплавы с минимальным количеством добавочных компонентов. В американских, европейских, азиатских странах также часто применяются среднеуглеродистые и высокоуглеродистые соединения, содержащие хром.

Также применяются соединения, содержащие большое количество марганца, никеля, кремния, вольфрама, азота. Эти компоненты делают материал еще более пластичным, а также повышают его химическую инертность (то есть такой материал не будет вступать в реакцию с щелочами, кислотами, солями). Как ясно из названия, пружинная сталь обычно применяется для производства пружин, торсионов, рессор, фортепианных струн, хомутов и многих других изделий.

Физические свойства

Перечислим основные физические свойства данного вида сталей:

  • Высокое сопротивление упругой деформации. Этот показатель отражает тот факт, как легко пластичный элемент подвергается сжатию при наличии внешних источников давления. В случае высокого сопротивления стальная пружина плохо поддается сжатию, что помогает детали восстановить свою естественную форму после разжатия.
  • Низкий коэффициент остаточного растяжения. При наличии внешнего источника давления такой материал принимает соответствующую форму. Однако после исчезновения такого источника давления деталь вновь принимает старую форму. Чем ниже коэффициент остаточного растяжения, тем слабее материал подвергается остаточной деформации при исчезновении внешнего источника давления.
  • Хорошая прочность. При сжатии стальной пружины деталь не трескается, сохраняется свою кристаллическую структуру, не рассыпается на несколько частей. Естественная прочность детали может быть повышена за счет внесения в состав стального сплава различных легирующих добавок (никель, хром, титан, свинец).
  • Неплохая коррозийная устойчивость (при наличии легирующих компонентов). Если пружина изготовлена из стали с большим содержанием хрома, то она будет хорошо выдерживать коррозию. Физика процесса выглядит так: при наличии в металле хрома на поверхности материала создается тонкая оксидная пленка. Такая пленка препятствует контакту железа с кислородом, азотом, что минимизирует риск возникновения ржавчины.
  • Химическая инертность (при наличии легирующих компонентов). Легирующие добавки на основе ванадия, вольфрама, алюминия, селена, кремния уменьшают вероятность контакта железа с внешними веществами. Поэтому при контакте металла с каким-либо химическим веществом окислительно-восстановительные реакции не возникают. Это делает пружину инертной в химическом смысле.

Легирующие добавки

Чтобы сталь-пружина стала упругой, она должна пройти прокаливание по всему своему сечению. Этот момент является очень важным. Если его проигнорировать, то высокий предел текучести возникнет только на отдельных фрагментах детали. Поэтому при длительном сжатии такая деталь может треснуть, надломиться или лопнуть.

При выборе стального сплава для изготовления пружинно-рессорного элемента нужно помнить о концентрации легирующих добавок. Оптимальная концентрация углерода в составе сплава — 0,5-0,7%. Применение материала с более высоким содержанием углерода допускается, однако в этом нет большого практического смысла. Ведь в таком случае значительно повышается риск растрескивания материала при длительной нагрузке, что делает сталь-пружину бесполезной.

Некоторые дополнительные требования относительно содержания легирующих добавок:

  • Кремний — не более 2,5%.
  • Марганец — до 1,1%.
  • Вольфрам — до 1,2%.
  • Никель — не более 1,7%.

Для получения рессорной стали используются закалка обычного стального материала. Закалку рекомендуется проводить при температуре порядка +800-900 градусов. Во время закалки заметно повышается предел текучести, но одновременно с этим образуется большое количество мартенсита, который негативно влияет на упругость. Для разрушения мартенсита применяются различные технологии. Оптимальная методика — это применение отпуска при средних температурах (400-500 градусов).

Недостатки пружинной стали

  • Плохая свариваемость. Закалка приводит к частичной деформации, разрушению наружного слоя материала. В случае сварки расплавление внешнего закаленного слоя может привести к созданию плохого, некачественного шва с трещинами.
  • Проблематичная резка. Рессорный стальной сплав обладает высоким сопротивлением упругой деформации, поэтому резать такой материал будет сложно.

Марки стальных сплавов

В соответствии с нормами ГОСТ любой металл маркируется с помощью специального короткого кода, который отражает количественный состав сплава. Код имеет буквенно-числовое обозначение. Структура кода такая — ЧЛ1Л2Л3. Расшифровывается код следующим образом:

  • Ч — это число, которая отражает содержание углерода в сотых или десятых долях процента.
  • Л1, Л2, Л3 — это легирующие добавки (буква) и ее содержание в целых долях процентах (число). Если возле обозначения добавки число отсутствует, то это значит, что элемент содержится в концентрации менее 1%. Обозначения для некоторых элементов: Х — хром, Н — никель, С — кремний, Г — марганец, В — вольфрам, А — азот.
  • Если легирующая добавка одна, то она записывается в виде Л1. При наличии дополнительных элементов легирующие добавки записываются в виде Л2, Л3 и так далее.
  • Для примера рассмотрим два сплава: 50ХГ и 65С2ВА. Сплав 50ХГ содержит 0,50% углерода, а также хром и марганец в концентрации менее 1%. Сплав 65С2ВА содержит 0,65% углерода, 2% кремния + вольфрам и азот в концентрации менее 1%.
Марка рессорно пружинной стали Концентрация углерода Наличие легирующих добавок, их количество Основные сферы применения марки
50ХГ 0,5% Хром и марганец в количестве менее 1% Рессоры автомобильной техники, пружины для железнодорожного оборудования
60Г 0,6% Марганец в концентрации менее 1% Пружинные кольца, тормозные башмаки автопоездов, мотоциклов
70С3А 0,7% Кремний (3%) и азот (менее 1%) Упругие пружины для тяжелых нагруженных механизмов
85 0,85% Легирующие добавки отсутствуют либо находятся в сплаве в незначительных концентрациях Сверхпрочные фрикционы в автоматических коробках передач
70Г2 0,7% Марганец в концентрации менее 2% Острые ножи для тяжелого сельскохозяйственного оборудования
60С2 0,6% Кремний в концентрации 2% Шайбы, валы с нагрузкой, разнообразные пружины
65 0,65% Легирующие добавки отсутствуют либо находятся в сплаве в незначительных концентрациях Пружины автоматических механизмов

Технология закалки, отпуска пружинной стали

Чтобы получить металл с нужными физическими свойствами, применяется отпуск и закалка пружинной стали. Каждый из этапов имеет свои технологические особенности:

  • Сперва выполняется закалка пружинной стали при высоких температурах. Благодаря закалке заметно повышается предел текучести материала, что делает сталь упругой, ковкой, устойчивой.
  • Однако во время высокотемпературной закалки внутри сплава образуются мартенситные соединения, которые резко ухудшают упругость материала, делают его необычайно ломким и твердым.
  • Чтобы избавиться от мартенситных соединений следует применять отпуск пружинной стали при невысоких температурах. Во время такой обработки мартенситы разрушаются, что позволяет получить материал с нужными свойствами.

Обратите внимание, что температура и время обработки на каждом из этапов зависят от того, какие применяются марки пружинной стали. Для примера: марка рессорно пружинной стали 65Г должна проходить закалку при температуре +800-850 градусов, отпуск — при +200-300 градусах.

В ряде случаев закалка, отпуск комбинируются с процедурой нормализации металла. Эта процедура позволяет избавиться от лишних напряжений внутри металла, однако в большинстве случаев нормализация происходит сама собой во время остывания материала. Поэтому дополнительная обработка методом нормализации обычно не требуется.

Термическая закалка

Закалка пружинной стали проводится с учетом следующих параметров:

  • Методика нагрева металла, характер остывания материала, температура окружающей среды.
  • Состав металла, наличие и тип легирующих добавок, общая концентрация углерода.
  • Способ сохранения нужного температурного диапазона для проведения закалки.
  • Методика охлаждения материала после проведения закалки, способ хранения материала.

Малолегированные стали рекомендуется нагревать быстро. Ведь при медленном нагреве происходит постепенное испарение углерода, что критично для малолегированных материалов. Однако со скоростью нагрева не нужно перестараться. Если нагрев будет идти очень быстро, то в таком случае может произойти неравномерный разогрев материала. Из-за этого возрастает риск образования различных металлических дефектов (трещины, кромки, разрушение углов).

Оптимальным способом нагрева будет применения двух печей. В первой печи материал постепенно нагревается до 500-700 градусов, а потом он поступает во вторую печь, где происходит финальная закалка.

Для нагрева рекомендуется применять газовые печи. Однако во время нагрева следует следить за распределением тепла, чтобы избежать появления «термических островков» на металле. Электрические печи нагреваются достаточно медленно, поэтому их применение в данном случае проблематично с практической точки зрения. Единственное исключение из этого правила — закалка тонких металлов, которые не нуждаются в дополнительном равномерном прогреве по понятным причинам.

Время выдержки зависит от многих параметров, однако в среднем общее время закалки составляет 80 минут для пламенных печей и 20 минут для электрических установок. Определенное значение также имеет форма изделия. При работе с плоским листами закалка может проводиться быстро. Тогда как в случае материала, обладающего сложной формой, рекомендуется выполнить дополнительный прогрев. Оптимальный способ охлаждения материала — на открытом воздухе.

Финальный термический отпуск

Чтобы избежать появления твердых мартенситных фракций, нужно выполнить термической отпуск непосредственно сразу же после закалки. Температурный режим также зависит от того, какая марка рессорно пружинной стали подвергалась закалке. Для отпуска можно применять как пламенные, так и электрические печи. Тип печи будет также влиять на длительность отпуска.

Пример: сталь 65Г рекомендуется подвергать высокому отпуску при температуре +500-600 градусов. Способ охлаждения — воздушный. Время выдержки — 30-150 минут в зависимости от типа печи. После проведения закалки рекомендуется выполнить контрольные мероприятия. Однако делать это нужно только после полного остывания материала, чтобы не повредить сплав.

Пружинная сталь обладает повышенным пределом текучести. Благодаря этому материал легко поддается сжатию, однако после разжатия он быстро восстанавливает свою естественную форму. Как ясно из названия, из подобной стали делаются различные пружинистые соединения — рессоры, кольца, тормозные башмаки, фрикционы. Пружинную сталь получают путем закалки обычного стального сплава. Для обработки подходят 50ХГ, 60Г, 70С3А, 85 и другие марки стали.

Пружинная сталь обладает несколькими недостатками. Главные минусы — это неудобная резка и проблематичная сварка.

Производство пружинистой стали выполняется в два этапа. На первом этапе материал помещают в электрическую или пламенную печь, где материал проходит термическую закалку. Во время этой процедуры повышается предел текучести, но одновременно с этим в металле образуется мартенсит. Этот материал при затвердевании становится очень прочным, что негативно сказывается на свойствах металла. Поэтому после закалки необходимо обязательно выполнить термической отпуск. Подобная обработка позволит расплавить вредный мартенсит. Для отпуска можно применять те же самые печи, однако температуру в них нужно значительно снизить. После отпуска металл рекомендуется поместить под открытый воздух, чтобы он смог самостоятельно остыть до комнатной температуры.

Используемая литература и источники:

  • ГОСТ 14959-79. Прокат из рессорно-пружинной углеродистой и легированной стали. Технические условия.
  • Статья в Википедии
  • ГОСТ 9389-75 Проволока стальная углеродистая пружинная. Технические условия.

Нож из рессорной стали

Внимание!!! Данная самоделка размещена исключительно в ознакомительных целях.
Запрещено создание и применение в качестве холодного оружия, согласно ст223.4 УК РФ грозит лишение свободы до двух лет!
Всем здрасти! Выдался свободный денёк, решил сделать нож, поковырялся в металле и нашел остаток от рессоры, кусочек 5 на 8 см, думаю хватит на нож, толщина 5мм.
И так нам понадобится:
Сварка
Болгарка с отрезным и шлифовочным диском
Приступаю к изготовлению ножа
1. Для придания прочности стали ножа я обвариваю электродуговой сваркой электродами с фтористокальциевым напылением, марка УОНИ 13/45. Кладу металл неравномерно, как будто смешиваю металлы

2. Проковываю металл в брусок, затем предаю форму ножа. Прошу прощения самого процесса ковки у меня нет, на улице шел дождь. Перед ковкой отпускаю металл в духовке при 240 градусах, в течение двух часов и остужаю в соли. Далее нагрев заготовку, посыпаю бурой, еще раз нагреваю, кую и еще раз посыпаю бурой, вот полуготовый нож.

3. Шлифую поверхность болгаркой периодически смачивая в воде, шлифую нож для проверки на дефекты непровара

Незначительные непровары есть, но поверхностные. Долго думал как сделать рукоять, ничего не придумал, решил отпилить и сделать ручку из дерева.

4. Шлифую лезвие на мокрую вручную, на камне средней зернистости.

И еще шлифую. На поверхности лезвия есть небольшие трещинки — это после сварки, может где-то шлак не убрал.

Ну вот, теперь приступаю к спускам.
5.Спуски. Решил сделать немного кривые спуски. Спуски вывожу на на точиле, но не до конца

Конечно довожу спуски узким напильником, иначе на точиле пережгу или что-то лишнее уберу.
5.5. Закалка закаливаю нагрев до температуры, проверяю на магнетизм, не магнитится, окунаю в подогретое масло, так пока не добьюсь нужной закалки. Последний нагрев и окунаю в воду — вот с закалкой и все.
6.Гарда. Для гарды у меня есть болванка 50мм из бронзы
Отрезаю 8мм толщиной, просверливаю в центре отверстие.
Примеряю на нож. Устраняю недочеты
Напильником предаю нужную форму
Шлифую вручную мелкой наждачкой, полирую
7. Рукоять. Решил не заморачиваться и сделать ручку из куска березы, сухой.
Снимаю кору, напильником по дереву придаю нужную, удобную форму. Примеряю
Еще раз все проверяю, обрабатываю наждачкой. В всадное отверстие, смешав мелкие опилки с эпоксидным клеем, трамбую в отверстие, вставляю в ручку хвостовик ножа, даю пару часов высохнуть.
8. Конечная обработка. Прохожу все мелкой наждачкой, ручку немного обжигаю, прохожу наждачкой. Далее кладу нож в вакуумную пропиточную камеру в льняное масло на сутки. Вот и все, лезвие пока не шлифую в зеркало, нечем, так что не судите строго, что могу то и творю.
Всем спасибо за внимание и до новых Самоделок друзья!!!
Внимание!!! Данная самоделка размещена исключительно в ознакомительных целях.
Запрещено создание и применение в качестве холодного оружия, согласно ст223.4 УК РФ грозит лишение свободы до двух лет!

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. .

Изготовление ножа из рессоры своими руками, советы новичкам

Из автомобильных рессор получаются очень качественные ножи, отличающиеся прочностью, износостойкостью. По этой причине они обрели широкое распространение среди профессиональных мастеров. Правильно изготовленный нож из рессоры выдерживает тяжелые нагрузки и может использоваться по прямому предназначению. Изучение всех тонкостей создания этого клинка поможет избежать ошибок и изготовить действительно качественный нож.

Особенности

Чтобы уяснить, как из рессоры сделать нож, обязательно нужно изучить особенности материала. Сталь имеет повышенную износостойкость, хорошие показатели пластичности, вязкости, стойкости к ударным нагрузкам. Перечисленные характеристики необходимы таким ножам, как охотничьи, туристические, армейские, кухонные и мачете.

Популярность изделий из рессоры также связана с доступностью материала – его можно найти практически в любом гараже. Для обработки понадобится минимум инструментов. Чаще всего клинки изготавливаются из стали 65Г, реже встречаются варианты из 50ХГСА и 50ХГА – разница между тремя вариантами будет незаметна и никак не отразится на свойствах изделия.

Этапы изготовления

Поскольку материал имеет не самый подходящий вид для заготовки, необходимо поработать над ним кузнечным молотом или болгаркой, чтобы придать необходимую толщину в 3-6 мм (зависит от вида изделия). Первый этап в изготовлении ножа из рессорной стали – снятие внутреннего напряжения металла. Для этого его нужно раскалить до температуры 420-460 градусов Цельсия и, не вынимая из кузнечного горна, дать остыть. При отсутствии термометра заготовка делается на глаз, то есть до полного равномерного покраснения.

Следует придерживаться принципа: лучше не перегревать сталь, а опытным путем, проверяя свойства материала после каждого отпуска, увеличивать время, пока не будет достигнуто состояние, при котором сталь приобретет желаемую пластичность.

После процедуры отпуска можно начинать слесарные работы. Если нет специального профессионального инструмента, используется ручной – с ним на придание нужной формы заготовке будет потрачено больше времени. Добившись правильных параметров клинка с помощью наковальни и шлифовальных инструментов, необходимо провести закалку – тогда рессорная сталь для ножей вернет прежние свойства.

Материалы и инструменты

Для изготовления клинка подойдет практически любая автомобильная рессора, однако желательно использовать запасную часть от грузового транспорта. Рукоятка ножа выполняется из материала, выбранного мастером. Это могут быть древесина, пластмасса, оргстекло и так далее. Слесарные работы по изготовлению ножа из рессорной стали лучше всего проводить с использованием оборудования, помогающего ускорить процесс производства:

  • угловая шлифовальная машинка (болгарка);
  • дрель или сверлильный станок;
  • напильники и наждачная бумага разной зернистости;
  • кузнечный горн, наковальня, молот;
  • масло для закалки и печь для отпуска стали;
  • точильный станок для ножей.

Для изготовления ножей из рессорной стали необязательно пользоваться профессиональным инструментом – всегда можно найти альтернативу и создать качественное изделие в кустарных условиях. За неимением перечисленных выше приспособлений можно использовать подручные средства: ножовку по металлу, напильник, обычную печь или костер для закалки и отпуска.

Клинок

Его размер и форма зависят от того, какой вид ножа планируется получить (армейский, кухонный, охотничий, туристический и так далее). Перед началом кузнечных и слесарных работ сталь необходимо обязательно отпустить – после этого металл будет легко обрабатывать. Если человек не пользуется кузнечным молотом и наковальней, можно выпиливать заготовку болгаркой или ножовкой. Рессорную сталь для ножа во время работы обязательно нужно остужать, чтобы не перегреть ее. В месте заготовки, куда будут присоединяться элементы рукояти, нужно просверлить отверстия, затем вставить в них крепежные штифты.

Делаем заготовку Создаем примерную форму Выводим форму клинка более тщательно Снимаем лишнее с хвостовика Пример клинка после обработки Полируем покрытие стали

Рукоятка

Дизайн ручки ножа – это отдельная и сугубо индивидуальная тема для мастеров. Каждый при ее изготовлении опирается на свой эстетический вкус и вкладывает в работу весь профессионализм. Для новичков рекомендуется использовать классический вариант изготовления рукоятки. Она может быть сделана из двух деревянных или пластиковых плашек с несквозными отверстиями на внутренней стороне под штифты. Форма плашек подгоняется под размер руки владельца. Процесс осуществляется в собранном виде (изделия временно крепятся к клинку).

После того как нож прошел этапы закалки и отпуска, а плашки рукоятки доведены до нужной формы, их необходимо посадить на клей. Благодаря штифтам, установленным в клинок, они будут надежно держаться. Склеиваемые детали нужно зажать струбциной или тисками для лучшего сцепления.

Делаем квадратные вставки из кожи Разрезаем деревянный брусок на две части Крепим кожаные вставки на середину рукоятки и делаем заготовки Прорезаем отверстия в них Крепим Проводим обработку рукоятки Классический вариант рукояти

Закалка

Закалка стали – важнейший этап в производстве. Без него невозможно получить полноценное изделие, так как до начала слесарных работ проводится снятие внутреннего напряжения у металла, и он теряет свои характеристики. Кованые ножи из рессоры своими руками закаливать несложно. Можно использовать даже обычный костер, растопленный из каменного угля, но желательно делать это с помощью кузнечного горна. Изделие нужно разогреть до 840-880 градусов Цельсия или, если нет термометра, до температуры, при которой к нему не будет притягиваться магнит.

Есть два варианта закалки: с нагревом только режущей кромки или всего клинка. Использовать последний метод нет практической необходимости. Рессорная сталь довольно упругая и прочная, а в месте рукоятки ножа она не подвергается повышенному воздействию тяжелых нагрузок. К тому же в домашних условиях может быть проблематично раскалить всю площадь заготовки до высокой температуры, поэтому целесообразно использовать первый вариант. Окунув разогретый металл в отработанное машинное или растительное масло, его нужно вынуть, дать остыть.

После закалки стали необходимо провести низкий отпуск – раскалить до 160-200 градусов Цельсия. Для этих целей подойдет костер, печь и даже обычный духовой шкаф. После всех действий металлу нужно дать медленно остыть.

Заточка

Процедуру желательно выполнять на специальном приспособлении, которое позволяет регулировать и фиксировать угол расположения заготовки относительно точильного камня. Для этих целей подойдет напильник и обычный абразивный круг. При первой заточке выполняется формирование сечения лезвия – это обязательно нужно осуществить до процедуры закалки. Мастер может выбрать один из самых распространенных видов сечения: плоско-выгнутый, плоско-вогнутый, клиновидный. После первичной заточки, закалки и отпуска стали можно проводить шлифовальные работы и крепить рукоятку ножа, а затем доводить лезвие до необходимой остроты. Если всё делать правильно, рессорная сталь для ножей очень долго будет оставаться острой. Финальным этапом будет полировка всей поверхности клинка для придания зеркального блеска.

Закалка пружинно-рессорной стали 65г

И холодное оружие согревает душу. Ара Багдасарян

Мастерская «Зброевы фальварак» на протяжении нескольких лет занимается изготовлением мечей и иного клинкового оружия для рыцарских фестивалей. Основной маркой стали, с которой работает наша мастерская, является сталь 65г.

Данная сталь в силу своих свойств, считается одной из лучших для изготовления длинноклинкового оружия предназначенного для рыцарских турниров.

Однако свойства стали, которые приобретаются в ходе изготовления меча, во многом есть результат правильной термической обработки. Так как же производится закалка стали 65г?

Нагрев стали, цвет в зависимости от температуры

Согласно справочнику, термообработка клинка должна происходить при следующих показателях:
закалка 830 (масло), отпуск 470 (воздух) HRC 38-45
закалка 810 (масло), отпуск 360 (воздух) HRC 44-49
закалка 830 (масло), отпуск 200 (воздух) HRC 44-49
В зависимости от толщины и площади детали, при отпуске от 200 до 400 градусов, может быть получена твердость в 55 единиц.
В случае с нашей мастерской, мы даем закалку на клинок в 52-55 единиц, соответственно закалка клинка происходит при температуре 830, а отпуск при 200 градусах. Конечно, это большая твердость для стали 65г, в этом процессе главное опытность термиста, потому что не правильно каленый клинок станет хрупким. Нужно чтобы клинок был достаточно мягким, т.е. при ударе о кромку лезвия не возникало сколов, кромка должна проминаться, а не откалываться.
Испытания нашей мастерской показали, что наши клинки соответствуют данным требованиям. Но еще раз, хочется повториться, что в деле термической обработки самое важное, это опыт термиста.
Сам процесс термической обработки стали происходит так:
Клинок перед закалкой нужно подогреть, а затем положить на коробчатый или П-образный противень и засыпать слоем отработанного древесно-угольного карбюризатора (так же может использоваться бура, у нее есть положительные свойства. Клинок после термообработки в среде буры требует меньшей шлифовки. Затем печка нагревается до температуры 830 градусов и выдерживается определенное время, в зависимости от толщины заготовки, в нашем случае клинка. Затем меч достается из печи и погружается в бак с маслом. Нужно помнить, что горячие детали с углем могут вспыхнуть и посему нужно быть осторожным при выполнении этого процесса. Также, нужно не забывать, что детали не должны успеть остыть после того как будут извлечены из печи. То есть бак с маслом должен находиться на весьма близком расстоянии от печи. Будет правильным, после закалки в масле обезжирить заготовку в горячем (90 град.) водном растворе ПАВ, например “Фери” или более дешевых аналогах. В крайнем случае, можно обезжирить клинок таким способом: дать маслу стечь, и просушить при температуре около 300 градусов, 2 часа, в результате масло высохнет, после чего можно делать отпуск на заданную твердость.
Небольшие заготовки охлаждаются на воздухе, крупные – в замкнутом пространстве (ящике).
Если требования к твердости не предъявляются, то можно и вообще не калить. Сделайте отжиг-нормализацию. Получите мелкозернистую, ровную структуру. Что касается времени отпуска, то есть правило. Чем больше углерода в стали, тем меньше должна быть скорость нагрева (это правило касается и отжига и закалки).
В целом, этот процесс требует большого опыта, т.е. сделать все по инструкции в данном случаи не получится.
Поэтому ищите хорошего термиста или готовьтесь к серьезному испытанию и материальным затратам.

Чем резать листовую сталь 65г, и листовой дюраль Д16АТ?

Рессорно-пружинные стали

Рессорно-пружинные стали – это специальные стали, которые предназначаются для производства различных упругих элементов, в частности пружин и рессор.

Рессорно-пружинные стали

Данный тип материала относится к высоко- и среднелегированным сталям. Главное отличие рессорно-пружинной стали от иных видов – это значительно увеличенный предел текучести данного материала. Другими словами можно сказать, что этот тип обладает высокой степенью упругости, то есть возвращается в исходные состояния и форму после устранения нагрузки. Это параметрическое свойство обусловлено областью применения рессор и пружин. В нормальном режиме работы они постоянно подвергаются сжатию/растяжению или упругой деформации и должны выполнять свои функции даже после большого цикла наложения и снятия деформации. Также данный материал должен обладать хорошей пластичностью и высокой стойкостью к хрупким разрушениям.

Основными легирующими элементами являются кремний, марганец, вольфрам и никель. Эти присадки увеличивают сопротивление пластическим и упругим деформациям путем измельчения зерна сплава. Готовым продуктом можно считать и проволоку, которую в дальнейшем применяют при изготовлении витых и компонованных пружин.

Свойства рессорно-пружинной стали

Основными характеристиками для данного вида сталей является высокое сопротивление упругим деформациям и низкий коэффициент остаточного растяжения. Это связано с недопустимостью увеличения или уменьшения конструкционного размера пружины.

Стальная пружина

Хороших конструкционных и эксплуатационных свойств добиваются, протягивая заранее патентированную проволоку при низких температурах, при этом производят сильную обтяжку материала.

Процесс патентирования ведется в промежутке между двумя вытяжками, сталь нагревают выше температурной точки образования аустенита и затем охлаждают в ванне с расплавом свинца, при этом аустенит переходит в тонкопластинчатый сорбит и увеличивается её механическая прочность.

Для достижения одинаковых физико-химических свойств по всему сечению материала пружинная сталь должна пройти процесс прокаливания сквозной методикой, это обеспечит гомогенную структуру по всему сечению. Особенно важен этот метод для изготовления рессор и пружин большого диаметра, когда неравномерность свойств исходного материала может привести к разрушению готового изделия.

Как для любого другого материала, для рессорно-пружинной стали характерно наличие в составе углерода. В данном случае его содержание может колебаться в пределе 0.50-0.80 % от массы сплава. Дополнительно используют такие легирующие добавки:

  • кремний – до 2.5 %;
  • марганец – до 1.3 %;
  • вольфрам – до 1.3 %;
  • никель – до 1.7 %.

Микроструктура рессорно-пружинной стали

Стоит заметить, что хром и марганец при совместном легировании увеличивают сопротивление стали низким пластичным деформациям. Никель и вольфрам образуют тонкую и однородную структуру карбидной фракции, которая препятствует дислокации.

Рессорно-пружинная сталь очень критична к деформациям наружного слоя материала, так как эти напряжения являются концентраторами возможных дефектов готового изделия.

Закалка данного типа производится при температурах 850 – 880 оС, но после такой термической обработки сталь проявляет слабые упругие свойства из-за образования мартенсита, для повышения данного типа свойств её отпускают при температурах порядка 420-510 оС, что способствует образованию троостита и повышению упругой деформации сплава до предела прочности 1200-1900 МПа и пределу текучести 1100-1200 МПа. При этом проведение закалки изотермически – при постоянной температуре – положительно сказывается на показателях пластичности и вязкости материала.

Стали данного типа обладают хорошими антикоррозионными свойствами из-за наличия в составе сплава таких легирующих добавок как хром и молибден. Это положительно сказывается на длительности эксплуатации и препятствует образованию трещин во время работы.

Стоит отметить так же несколько основных недостатков рессорно-пружинной стали:

  • плохая свариваемость – это обусловлено разрушением наружного слоя материала и локальном перегреве детали;
  • сложность резки – некоторые трудности возникают при попытках реза такого типа стали, связанно это напрямую с большим сопротивление деформации.

Классификация пружинных сталей

Для начала разберем маркировку такого типа материала, чаще всего она имеет вид «50А2БВГ», где:
50 – содержание углерода в долях процента;
А2 – легирующий элемент №1 и его содержание в процентах;
Б,В,Г – легирующие элементы №2,3,4 и т.д.

Важно! Если после обозначения легирующего элемента не стоит число, значит, его массовое содержание не превышает 1.5%, если число 2 – массовая доля больше 1,5%, но меньше 2,5%, если 3 – массовая доля выше 2,5%.

Например, сталь 50ХГФ – это сплав, в котором содержание углерода составляет 0,50%, и легирующие компоненты хром, марганец и ванадий составляют меньше 1,5%.

Если в маркировке стали есть только цифра, например, ст 50, ст 65 и др., это обозначает, что она относится к углеродистым сталям, а если в названии есть минимум 2 элемента, такая рессорно-пружинная сталь относится к легированным.

Рассмотрим основные классификации данного типа:

  1. По способу обработки:
    1. Кованный и горячекатаный.
    2. Калиброванный.
    3. Со специальной обработкой наружных поверхностей.
    4. Горячекатаный круглый с обточенной поверхностью.
  2. По химическому составу стали:
    1. Качественная.
    2. Высококачественная.

Марка рессорно-пружинной стали дает возможность определить её конструкционные и физико-химические свойства, определить область использования и возможности по механической обработке.

Область использования пружинной стали

Исходя из названия, можно сделать вывод, что данный вид предназначен для использования в областях, связанных с большими упругими деформациями, растяжением, скручиванием. Применяют такую сталь для изготовления всевозможных видов пружин для разнообразного технологического оборудования, полосок стали под рессоры, суппорты и прочее.
Основные области использования:

  • производство рессор автомобилей и тяжелой техники;
  • производство пружин для технологично оборудования, при этом это относится к пружинам на сжатие и растяжение;
  • пружины плоские, цилиндрические, сложные из прутков различных сечений и др.
  • упругие элементы тяжелой техники, станкового оборудования;
  • пружины тракторной техники и локомотивной техники;
  • ножи земельной техники;
  • блокировочные и тормозные устройства;
  • обоймы подшипников.

Рессора автомобиля

Рассмотрим сводную таблицу самых распространенных марок рессорно-пружинных сталей с указанием их маркировки и области применения:

Маркировка Основные легирующие компоненты Эксплуатационные особенности
50ХГ Хром, марганец Рессоры автомобилей, пружины железнодорожной техники
50ХСА Хром, кремний, азот Упругие элементы часовой техники
55ХГР Хром, марганец, бор Штамповка пластин рессор
60С2 Кремний Валы с нагрузкой на скручивание, цанги, подпружиненные шайбы
60Г Марганец Пружинные кольца, бандажи, тормозные башмаки
65 Детали, работающие в условиях высокого трения
65С2ВА Кремний, вольфрам, азот Рессоры и пружины, работающие под высокой динамической нагрузкой
70Г2 Марганец Ножи для землеройных машин
70С3А Кремний, азот Тяжело нагруженные пружины механизмов
85 Фрикционные диски с высокой прочностью

Как видно из таблицы, величина и количество легирующих присадок напрямую отвечают за износостойкость и механическую прочность деталей. Видно, что с повышение содержания углерода от 0,5% до 0,85% увеличивается прочность и упругость материала, хром препятствует образованию ржавчины, вольфрам повышает твердость и красностойкость стали, а марганец увеличивает стойкость к ударам.

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх