Рессорный лист

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Гордиенко Анатолий Илларионович Ивашко Виктор Викторович Вегера Иван Иванович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси(57) Рессорный лист, выполненный из сложнолегированной стали, подвергнутой поверхностной индукционной закалке по контуру поперечного сечения в масле и отпуску с получением сорбита или троостита в сердцевине твердостью 30 и отпущенного мартенсита на поверхности глубиной 0,10-0,20 толщины листа, отличающийся тем, что рессорный лист выполнен из сложнолегированной стали, подвергнутой поверхностному индукционному отпуску по контуру поперечного сечения.(56) 1. Самохоцкий А.И. Технология термической обработки металлов. - М. Машгиз, 1962. С. 303-308. 2. Патент РБ 1744, МПК 21 9/02, 2005 (прототип). Полезная модель относиться к области термической обработки деталей и к машиностроению, в частности к производству рессорных листов. Известны рессорные листы, изготовленные из легированных марок сталей, например 60 С 2, 55 С 2, 50 ХГА и др., подвергнувшиеся объемной закалке в штампах и высокотемпературному отпуску 1. Недостатком данных рессорных листов является неравномерность закалки по сечению листа, образование обезуглероженного слоя, требующее последующей дробеструйной обработки. Данные рессорные листы шлифуются, так как при сквозной закалке на поверхности листа образуются неглубокие риски, микротрещины и другие пороки поверхности,которые являются концентраторами напряжений и могут привести к появлению усталостной трещины и поломке рессорного листа. 31142006.10.30 Наиболее близким является рессорный лист, выполненный из стали, подвергнутой закалке и отпуску при 150-300 С с получением сорбита или троостита в сердцевине твердостью 30 и отпущенного мартенсита на поверхности глубиной 0,10-0,20 толщины листа, лист выполнен из сложнолегированной стали, подвергнутой поверхностной индукционной закалке по контуру поперечного сечения в масле 2. Недостатком данного рессорного листа является вероятность возникновения усталостных трещин в поверхностно упрочненном слое в процессе его эксплуатации. Задачей полезной модели является создание поверхностно упрочненных рессорных листов из сложнолегированных сталей, обладающих высокой надежностью, прочностью,долговечностью, а также повышение качества термообработки рессорных листов, исключение вероятности образования усталостных трещин в процессе их эксплуатации. Поставленная задача решается следующим образом. Предлагается рессорный лист,выполненный из сложнолегированной стали, подвергнутой поверхностной индукционной закалке по контуру поперечного сечения в масле и отпуску с получением сорбита или троостита в сердцевине твердостью 30 и отпущенного мартенсита на поверхности глубиной 0,10-0,20 толщины листа, рессорный лист выполнен из сложнолегированной стали, подвергнутой поверхностному индукционному отпуску по контуру поперечного сечения. На фигуре приведена схема рессорного листа, подвергнутого поверхностной индукционной закалке и поверхностному отпуску по контуру поперечного сечения в масле. Рессорный лист состоит из поверхностно-отпущенного слоя 1 глубиной 0,2-0,8 мм,поверхностно упрочненного слоя 2, представляющего собой отпущенный мартенсит глубиной 0,10-0,20 толщины листа, и сердцевины 3 имеющей твердость 30. Рессорные листы автомобильной техники в процессе эксплуатации работают в сложнейших условиях, испытывая при этом циклические знакопеременные нагрузки. В этой связи материал, применяемый для изготовления рессорных листов, должен обладать высокой прочностью и пластичностью. Нынешние технологии изготовления не обеспечивают получение рессорных листов с высоким уровнем предела выносливости и долговечности. Поэтому предлагается рессорный лист, который имеет трехслойную структуру, в наибольшей степени отвечающую сложным условиям его работы. Получение такой трехслойной структуры может быть достигнуто с применением комбинированных методов обработки,включающих поверхностную высокочастотную и объемную термообработку. В частности,для повышения предела прочности и долговечности рессорных листов применяют поверхностное индукционное упрочнение, таким образом, образуется поверхностный слой,обеспечивающий повышение механических и технологических свойств. Однако из-за высокой твердости и прочности данного слоя возникает вероятность возникновения усталостных трещин на поверхности рессорного листа в процессе эксплуатации, которые могут привести к его хрупкому разрушению и поломке. Для предотвращения таких последствий применяется поверхностный отпуск по контуру поперечного сечения, который позволяет сформировать на поверхности слой, обладающий пониженной твердостью и высокой вязкостью, что исключает вероятность образования усталостных трещин и тем самым увеличивает ресурс эксплуатации. Таким образом, сочетание предварительной объемной термообработки с последующей поверхностной закалкой и отпуском токами высокой частоты позволяет сформировать трехслойную структуру рессорного листа, обладающую повышенным сопротивлением циклическим нагрузкам и усталостному разрушению. В качестве заготовки была взята полоса, полученнаяпо технологии Минского рессорного завода, изготовленная из стали 50 ХГФА, толщиной 10 мм и шириной 45 мм. Высокочастотная закалка рессорных листов проводилась на высокочастотном генераторе ВЧГ-60/0,066 в щелевом индукторе непрерывно-последовательным методом под слоем масла. К особенностям этого метода следует отнести низкую себестоимость процесса, высокую скорость нагрева, позволяющую резко сократить длительность цикла термической 2 31142006.10.30 обработки, возможность полной автоматизации процесса нагрева, меньшую энергоемкость термообработки. Далее поверхностно-закаленные рессорные листы подвергали поверхностному отпуску непрерывно-последовательным способом токами высокой частоты в интервале температур 300-600 С со средней скоростью нагрева (н 100 С/). В результате поверхностного отпуска на рессорных листах получили отпущенный слой на поверхности толщиной 0,2-0,8 мм. Таким образом, применение поверхностного отпуска для упрочненных рессорных листов позволяет получать трехслойную структуру рессорного листа и снижает риск возникновения усталостной трещины на закаленной поверхности, тем самым увеличивает срок его службы. Поверхностно-упрочненный рессорный лист из сложнолегированной стали, подвергнутый поверхностному индукционному отпуску по контуру поперечного сечения, обладающий высокой надежностью, прочностью и долговечностью, предполагается использовать для производства упругих элементов автомобилей, работающих при больших нагрузках. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3