Все о пружинной проволоке

 

Проволока для пружин (ПП) – это высокопрочное изделие из сплавов металла. Применяется при выпуске пружин сжатия, кручения, растяжения; разных видов крюков, осей, шпилек, струн для фортепиано и других деталей с пружинными характеристиками.

Особенности и требования

Самый востребованный диаметр — это 6-8 миллиметров. Для изготовления пружинной проволоки применяют катанку из стали. Технические требования устанавливаются по ГОСТу 14963-78 или ГОСТу 9389-75. Иногда допускаются отклонения от норм к требованиям пружинной проволоки. Например, по желанию заказчика, может изменяться количество марганца в составе, но только если при изготовлении не использовались хром и никель.

Для избежания частичного или полного разрушения готовых изделий, ГОСТом предписывается идеальная поверхность полотна проволоки без наличия каких-либо дефектов.

Во время эксплуатации нагрузка будет создаваться в местах, не устойчивых к изъянам. Поэтому все сырье, перед изготовлением пружин проходит проверку.

Прочность пружинного полотна напрямую зависит от размера диаметра, прочность малого диаметра намного выше. Например, размер сечения 0,2-1 миллиметра почти в два раза превосходит по прочности проволоку с сечением 8 миллиметров. Форма выпуска готовой пружинной проволоки может быть в виде катушек, мотков (допустимый вес 80-120 килограммов) и бухт (500-800 килограммов).

Производство

Согласно установленным правилам ГОСТ, проволока создается протяжкой или волочением начальных заготовок через отверстия, расположенные в порядке уменьшения диаметра сечения. Для увеличения прочности на разрыв в конце проводится термическая закалка. При волочении на последнем выходном отверстии станка устанавливается специальная форма для калибровки — фильера. Ее устанавливают в том случае, когда материал должен быть изготовлен уже откалиброванным и не иметь на поверхности дефектов.

Главными свойствами сырья для изготовления проволоки является упругость и текучесть материала. Повышения упругости достигают закалкой сплава в масле, температура которого может быть 820-870 C.

Далее идет отпуск проволоки при температуре 400-480 C. Твердость полотна равна 35-45 единиц (от 1300 до 1600 килограммов на 1 квадратный миллиметр плоскости). Для повышения такого технического свойства, как подавление нагрузок, используется углеродистая или высоколегированная сталь. Обычно производители делают ее из марок сплавов – 50ХФА, 50ХГФА, 55ХГР, 55С2, 60С2, 60С2А, 60С2Н2А, 65Г, 70СЗА, У12А, 70Г.

Обзор видов

По химическому составу стальную проволоку делят на углеродистую и легированную. Первые подразделяются на низкоуглеродистую с содержанием углерода до 0,25%, среднеуглеродистые с содержанием углерода от 0,25 до 0,6% и высокоуглеродистые с содержанием углерода от 0,6 до 2,0%. Отдельная разновидность — это нержавеющая сталь или коррозийностойкая. Добиваются таких характеристик путем добавления в состав легирующих компонентов — никеля (9-12%) и хрома (13-27%). В зависимости от начального сырья, в конечном результате проволока может быть темной или осветленной, мягкой или твердой.

Нельзя не отметить такую разновидность, как стальная проволока с памятью — титан и неодим в составе придают ей необычные свойства.

Если изделие выпрямить и через некоторое время прогреть на огне, проволока вернется в свою начальную форму. По механическим свойствам пружинная проволока делится на:

• классы – 1, 2, 2А и 3;
• марки – А, Б, В;
• противостояние грузам — высоко нагруженная и тяжелогруженая;
• применение для нагрузок — сжатие, изгибание, растяжение и кручение;
• размер диаметра сечения — круглой и овальной формы, квадратной и прямоугольной формы, также возможна форма шестиугольная и трапециевидная;
• тип жесткости — жесткость переменная и жесткость постоянная.

По точности изготовления проволока может быть повышенной точности — используется при производстве и сборке сложных механизмов, нормальной точности – используется при изготовлении и сборке менее сложных механизмов.

Где применяется?

Производство пружин бывает холодной и горячей методикой. Для холодной навивки используются специальные пружинонавивочные автоматы и станки. Проволока должна быть из углеродистых сталей, потому что конечная деталь не будет подвергаться закалке. В России холодный метод используется чаще, так как он не такой дорогостоящий и затратный.

Оборудование для холодной навивки оснащено двумя главными валами, один регулирует натяжение, второй задает направление витка.

Описание процесса.

1. Пружинная проволока подготавливается к работе, проверяется на отсутствие дефектов.
2. Полотно проволоки продевается через кронштейн в суппорте, а конец закрепляется зажимом на оправе.
3. Верхним валом регулируется натяжение.
4. Включается наматывающий валик (его скорость зависит от диаметра проволоки).
5. Полотно обрезается, когда достигнуто нужное количество витков.
6. Последний этап — механическая и термическая обработка готовой детали.

Горячим методом можно изготовить детали только с диаметром сечения от 1 сантиметра. Во время навивки происходит быстрый и равномерный нагрев. Процесс выглядит следующим образом.

1. Полотно проволоки, разогретое докрасна, просовывают через фиксатор и закрепляют концы зажимами.
2. Верхним валиком задается натяжение.
3. Регулируется скорость вращения (также все зависит от диаметра), включается станок.
4. После заготовка снимается.
5. Далее идет термическая закалка — охлаждение в масляном растворе.
6. Механическая обработка готовой детали и нанесение антикоррозийного состава.

Во время горячего способа навивки, разрезание пружины на части не предусматривается, если нужный размер уже достигнут, то есть навивка происходит на полную длину полотна. Уже после этого разрезается на части нужной длины. В данном способе последняя термическая обработка нужна для снятия у детали внутреннего напряжения. Рекомендуется работать с масляным раствором, а не с водой, чтобы во время закалки на стали не пошли трещины.

Как выглядит пружинная проволока, смотрите далее.