Разработка технологии изготовления упругих элементов из бронзового сплава БрНХК с высокой электропроводностью | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 18 июля, печатный экземпляр отправим 22 июля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Победители конкурса УМНИК в рамках национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации»

Опубликовано в Молодой учёный №23 (313) июнь 2020 г.

Дата публикации: 25.05.2020

Статья просмотрена: 30 раз

Библиографическое описание:

Еськова, Е. А. Разработка технологии изготовления упругих элементов из бронзового сплава БрНХК с высокой электропроводностью / Е. А. Еськова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 23 (313). — С. 2-4. — URL: https://moluch.ru/archive/313/71503/ (дата обращения: 07.07.2020).



Упругие элементы из бронзовых сплавов широко применяются в авиационной и космической технике, судостроении, в частности в судовой арматуре. Применение в качестве материала для упругих элементов электромеханических устройств бронзовых сплавов, в том числе БрНХК, позволит снизить себестоимость производства без потери в энергосиловых параметрах, релаксации и теплостойкости в процессе эксплуатации изделия [1].

Целью исследований, проводимых при поддержке Фондом содействия инновациям по договору № 98ГУЦЭС8-D3/56673 от 21.12.2019 г., является создание из бронзового сплава БрНХК упругого изделия (пружины), которое по качеству и характеристикам не будет уступать изделиям, представленным на мировом рынке из более дорогостоящих и вредных материалов (бериллиевые бронзы).

Основными задачами в рамках проекта являются:

− анализ возможности применения никель-хром-кремнистой бронзы БрНХК для производства винтовых пружин сжатия, анализ особенностей пружинного производства, постановка задач исследования;

− исследование влияния режимов термической обработки бронзового сплава БрНХК на механические характеристики и установление закономерностей изменения комплекса физико-механических характеристик в зависимости от режимов и способов термической обработки;

− исследование возможностей применения метода акустической эмиссии для оценки показателей качества материала и пружин, установление корреляционных зависимостей между параметрами акустической эмиссии и показателями механических свойств сплава БрНХК;

− разработка технологического процесса изготовления упругих элементов из бронзовых сплавов, изготовление опытных образцов и проверка их работоспособности по результатам эксплуатационных испытаний.

Для изготовления упругих элементов (пружин) применяют большое количество сплавов на основе цветных, а также благородных металлов, подвергаемых различным видам упрочнения: старению или дисперсионному твердению, термомеханической, химико-термической обработкам и другими видами комбинированной обработки.

Выбор того или иного сплава и режима упрочняющей обработки зависит от условий службы соответствующих упругих элементов. Среди этих материалов важное место занимают сплавы на основе меди благодаря уникальному сочетанию высокого упрочнения, значительной упругой деформации, высокой электро- и теплопроводности, высокого сопротивления разрушению, а также коррозионной стойкости и возможности работы при высоких температурах. Эти сплавы используются в приборах, электрических машинах, автоматических устройствах как токоведущие и силовые, а часто одновременно как силовые и токоведущие упругие элементы высокой точности и надежности.

Также бронзовые сплавы являются незаменимыми в авиационной и космической технике в электромеханических системах (токосъемное устройство космического аппарата, электрошаговые двигатели космических и авиационных систем), поэтому актуальна разработка и внедрение процесса изготовления пружин из сплава БрНХК, который вполне может заменить кобальт- и никель-бериллиевые бронзы, гораздо более дорогостоящие, вредные в производстве и дефицитные.

Рассматривая бронзовые сплавы, наиболее высокими механическими свойствами обладает бериллиевая бронза. Предел прочности достигает 1300 МПа, а предел текучести до 1200 МПа, при этом самая низкая пластичность, относительное удлинение не более 2 %. Бронзовый сплав БрНХК не уступает по прочностным свойствам кремнемарганцевой и оловянноцинковой бронзам, а рассматривая предел текучести, бронзовый сплав БрНХК превосходит их, при этом запас пластичности остается наиболее высоким по отношению всех представленных бронзовых сплавов. Удовлетворить всему комплексу многообразных и нередко противоречивых требований, предъявляемых к материалу пружин, сложно, и выбор наиболее подходящего материала часто встречает большие трудности. В связи с этим часто приходится ограничиваться наиболее важными требованиями [2]. В свою очередь сплав БрБ2 считается дефицитным сплавом и применяется только для пружин, предназначенных для специальной техники, так как свойства данного сплава после упрочняющей термообработки не уступают углеродистым нагартованном сталям. Учитывая повышенную стоимость бериллия, ведутся работы, как по снижению содержания бериллия, так и к переходу к сплавам без бериллия.

Упругие элементы, винтовые пружины из никель-хром-кремниевой бронзы БрНХК представлены на рисунке 1.

Рис. 1. Упругие элементы (пружины)

Прямых аналогов планируемых изделий не существует, а в отличие от косвенных (пружины из бериллиевых бронз), пружины из никель-хром-кремниевой бронзы БрНХК, будут менее дорогостоящими и не такими вредными в производстве.

Литература:

1. Арсентьева Н. С., Боков Н. Ф., Казанцев Е. А., Железняк Л. М., Марущак Л. Н., Бекленищева Г. В., Ломакина К. А. Высококачественная проволока из электротехнических бронз производства ОАО «КУЗОЦМ». //Металлург. 2009. № 12. С. 62–65.

2. Железняк, Л. М., Замараев, В. А., Марущак, Л. Н. Особенности производства бронзовой проволки, отвечающей требованиям высокого уровня // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением № 9–2017. С. 30–37.

Основные термины (генерируются автоматически): сплав, бронзовый сплав, пружина, элемент, акустическая эмиссия, космическая техника, никель-хром-кремниевая бронза, термическая обработка, предел текучести.


Похожие статьи

Исследование проблем обработки алюминия | Статья в журнале...

Алюминий может подвергаться всем способам обработки со снятием стружки. Обработка резаньем алюминия по сравнению со сталью характеризуется значительно более высокой скоростью резания при равной стойкости инструмента.

Повышение прочностных характеристик титановых сплавов

Современное машиностроение трудно представить без термической обработки. С её помощью можно повысить прочностные характеристики любого металла (Рис. 1). В нашей статье речь пойдет о термической обработке титановых сплавов.

Обзор методов нанесения кремниевых покрытий | Статья...

Благодаря своим свойствам кремний находит применение в различных областях наука, промышленности и медицины. В настоящее момент разработаны физические (молекулярно-лучевую эпитаксию, магнетронное распыление, вакуумное дуговое испарение, ионно-лучевое...

Измерение импульсным методом коэффициента теплового...

...импульсным методом коэффициента теплового расширения сплавов хром-кремний

теплового расширения сплавов хром-кремний, богатых хромом / О. М. Иванова.

показывает, что в пределах временного интервала измерения в тепловой системе могут происходить...

Восстановление бронзовых деталей методом лазерной...

Увеличение коррозионной стойкости бронз, используемых в качестве материалов лопастей гребных винтов, при воздействии на

Целью работы было исследование коррозионных свойств покрытий из бронзы, полученных методом лазерной порошковой наплавки, в сравнении с...

Исследование сплавов на основе никеля, применяемых...

Никелевые покрытия и сплавы на основе никеля осаждали из растворов, составы которых приведены в таблице 2, на кремниевую подложку после ее обезжиривания, травления в плавиковой кислоте и активирования в растворе хлорида палладия. Таблица 2.

Анализ пластических деформаций при прокатке сплавов из...

В статье рассмотрен вопрос распределения напряжений и деформаций, возникающих в сплавах АМг1,5, M1, МА2–1при их прокатке. Выполнено моделирование технологического процесса прокатки методом конечных элементов.

Иммерсионная цинкатная обработка алюминиевых изделий

Ключевые слова: алюминий; сплав Д16, азотная кислота; цинкатная обработка; цинкат натрия, электродный потенциал; микрогальванические элементы; температурное расширение; химическое осаждение металла; промежуточный слой металла.

Влияние технологических примесей на механические свойства...

Оптимизация стали по таким элементам, как хром, никель и медь, не вводимым при плавке специально, имеет ограниченные возможности, но также заключается в понижении концентраций этих примесей. В качестве критерия для определения влияния снижения содержания марганца...

Похожие статьи

Исследование проблем обработки алюминия | Статья в журнале...

Алюминий может подвергаться всем способам обработки со снятием стружки. Обработка резаньем алюминия по сравнению со сталью характеризуется значительно более высокой скоростью резания при равной стойкости инструмента.

Повышение прочностных характеристик титановых сплавов

Современное машиностроение трудно представить без термической обработки. С её помощью можно повысить прочностные характеристики любого металла (Рис. 1). В нашей статье речь пойдет о термической обработке титановых сплавов.

Обзор методов нанесения кремниевых покрытий | Статья...

Благодаря своим свойствам кремний находит применение в различных областях наука, промышленности и медицины. В настоящее момент разработаны физические (молекулярно-лучевую эпитаксию, магнетронное распыление, вакуумное дуговое испарение, ионно-лучевое...

Измерение импульсным методом коэффициента теплового...

...импульсным методом коэффициента теплового расширения сплавов хром-кремний

теплового расширения сплавов хром-кремний, богатых хромом / О. М. Иванова.

показывает, что в пределах временного интервала измерения в тепловой системе могут происходить...

Восстановление бронзовых деталей методом лазерной...

Увеличение коррозионной стойкости бронз, используемых в качестве материалов лопастей гребных винтов, при воздействии на

Целью работы было исследование коррозионных свойств покрытий из бронзы, полученных методом лазерной порошковой наплавки, в сравнении с...

Исследование сплавов на основе никеля, применяемых...

Никелевые покрытия и сплавы на основе никеля осаждали из растворов, составы которых приведены в таблице 2, на кремниевую подложку после ее обезжиривания, травления в плавиковой кислоте и активирования в растворе хлорида палладия. Таблица 2.

Анализ пластических деформаций при прокатке сплавов из...

В статье рассмотрен вопрос распределения напряжений и деформаций, возникающих в сплавах АМг1,5, M1, МА2–1при их прокатке. Выполнено моделирование технологического процесса прокатки методом конечных элементов.

Иммерсионная цинкатная обработка алюминиевых изделий

Ключевые слова: алюминий; сплав Д16, азотная кислота; цинкатная обработка; цинкат натрия, электродный потенциал; микрогальванические элементы; температурное расширение; химическое осаждение металла; промежуточный слой металла.

Влияние технологических примесей на механические свойства...

Оптимизация стали по таким элементам, как хром, никель и медь, не вводимым при плавке специально, имеет ограниченные возможности, но также заключается в понижении концентраций этих примесей. В качестве критерия для определения влияния снижения содержания марганца...

Задать вопрос