Термическая обработка упругих
элементов из
высокоэлектропроводных коррозионно-стойких сплавов
Большое число упругих элементов в
приборостроении изготовляют из сплавов на основе меди, бронзы и
латуни, поскольку они электропроводны, коррозионно-стойки и,
обладая относительно низким модулем упругости, обеспечивают равную упругую
деформацию со стальными упругими элементами при значительно меньших
напряжениях. Эти сплавы обладают рядом ценных технологических свойств. В
частности, бериллиевые бронзы обладают высокой пластичностью, хорошей
свариваемостью и паяемостью. Несмотря на ряд ценных свойств этих
сплавов, упругие элементы из них часто подвергают гальваническим
покрытиям — для улучшения паяемости (лужение, серебрение и покрытие
сплавом ПОС61), повышения электропроводности (серебрение и
палладирование) и коррозионной стойкости (кадмирование,
палладирование). Эти покрытия часто многослойные, И они, как и в
случае стальных пружин, снижают жесткость и релаксационную
стойкость, но при этом не вызывают охрупчивания за счет
наводороживания.
Для пружин относительно простой
формы, подвергаемых при изготовлении вырубке, небольшой гибке или
закручиванию, используются латуни (Л70, Л63), упрочняемые путем
деформации, сплавы нейзильбер (МНЦ 15—20) алюминиевая, кремнемарганцовая,
оловяннофосфористые и другие бронзы в твердом или особо-твердом
состоянии. После вырубки и гибки пружины из указанных сплавов
подвергают низкотемпературному отжигу по режимам, приведенным в табл.
13.
Весьма широко используют сплавы,
упрочняемые в результате процессов закалки и старения, часто включающих
после закалки холодную пластическую деформацию. Среди этих сплавов
важнейшее значение в приборостроении принадлежит берриллиевым
бронзам, хотя в последнее время к этим сплавам добавились еще новые
(камелии, камелон, № 536 и др.), разработанные институтом
Гипроцветметобработка [9]. Сравнительный уровень свойств цветных
пружинных сплавов на основе меди, включая и некоторые
деформационно-упрочняемые, приведен в работе [9].
Технология термической обработки
упругих элементов из бериллиевой бронзы (например мембран, сильфонов)
включает закалку и старение. Нагрев при закалке проводится в атмосфере
диссоциированного аммиака в электрических печах. После закалки
бериллиевые бронзы обладают высокой пластичностью, обеспечивающей
возможность применения операций формовки и вытяжки для получения
соответствующих конфигураций упругих элементов.
После закалки и необходимой для
формования заготовок пластической деформации проводят старение,
обычно в вакууме 10_1-;-10~2 мм рт. ст.
Оптимальные режимы закалки и старения указаны в табл. 14, а свойства
бериллневых бронз в табл. 15.
Помимо двойной термической
обработки для многих типов пружин (контактных в т. п.) применяется
термомеханическая обработка, заключающаяся в закалке, холодной
пластической деформации с обжатием 30—40% и последующем старении, что
обеспечивает существенно большее упрочнение, чем закалка и старение.
Бериллиевая бронза после указанной пластической деформации
поставляется потребителям в так называемом твердом состоянии
(согласно ГОСТ) в виде полос или лент, из которых путем вырубки с
последующей небольшой гибкой или вытяжкой и изготовляются упругие элементы
разных типов. Уровень достигаемых при этом свойств приведен в табл.
16.
Свойства упругих элементов из
твердой бериллиевой бронзы могут быть улучшены в результате применения
ступенчатого старения по режиму: 1-е старение прн 160—170° С 1 ч и
2-е старение при 320° С 1,5
ч.
Характерной особенностью
технологии термической или термомеханической обработки является
необходимость устранения очень сильного коробления упругих элементов
в процессе старения. Этот эффект связан с весьма значительными объемными
изменениями при распаде закаленного или закаленного и пластически
деформированного ^а-твердого раствора. Эти изменения протекают неоднородно
по сечению изделий, а также в недеформированных и в деформированных
участ-
