178774. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés rugók hőkezelésére
178774 MAGYAR NÉPKÖZTARSASAG SZABADALMI LEÍRÁS Tóth Gusztáv okleveles gépészmérnök 55%, Tánczos János okleveles gépésztechnikus 35%, Bakos Ferenc okleveles közlekedési mérnök 5%, 'árosi József okleveles gépészmérnök 3%, Hegedűs Pál okleveles gépészmérnök 2%, Székesfehérvár Eljárás és berendezés rugók hőkezelésére 1 A találmány tárgya egyrészt eljárás készrealakított rugók anyagának hőkezelésére, másrészt berendezés az eljárás kivitelezéséhez. Jelenleg a hőkezelt rugókat oly módon gyártják, hogy azok anyagát kemencében a melegen történő 5 alakítás hőmérsékletére hevítik, alakítják, majd elvégzik a hőkezelést, amely nemesítés. Az előbbi megoldás esetén a hő a melegíteni kívánt alkatrész felületén lép be és az anyag tulajdonságainak, valamint a hőátadási törvényszerűségek- 10 nek megfelelően emeli annak hőmérsékletét. Ismert, hogy a melegített anyagok belső részeinek hőmérséklete a külső részekhez képest exponenciálisan kisebb. A különbség az anyag tulajdonságainak, méretének és a melegítési időnek függvénye. 15 Az előbbiekből következik, hogy az anyag külső felülete előbb éri el"a kívánt hőmérsékletet mint annak belseje. Mivel a rugók hőkezelésénél a melegítés célja az áusztenites állapot elérése, a külső felületrészek 20 előbb lesznek ausztenitesek, mint a belsők. Az áusztenites állapot elérésekor viszont egyidejűleg megindul az ausztenitszemcsék növekedése is. Ha a melegítést és annak eredményét folyamatában vizsgáljuk, azt találjuk, hogy egy meghatározott külső 25 felületrész már áusztenites állapotú, az ahhoz képesti belső felületrészek még nem. Az áusztenites résznél már megindult a szemcsék növekedése is. A szemcsék mérete függ a hőntartás idejétől és a hőmérséklettől. 30 178774 2 Eredmény, hogy a legkülső felületek szemcséi lesznek a legnagyobbak, A hőkezelés eredményeként létrejövő metallográfiái szerkezet szemcsemérete és struktúrája azonos lesz az áusztenites állapot szemcserendszerével. így a hokezelt szerkezet nem egységes szemcsézetű, a külső részek a legdurvábbak. A szemcsék mérete egyenes összefüggésben van a szilárdsági tulajdonságokkal, mivel az acélok folyáshatára a Hall-Petch összefüggés szerint, a szemcsék mérete gyökének reciprokával arányos. A jelenlegi rugógyártási megoldásoknál a külső felületrészek szemcsemérete a legjobb esetben is csak a 8. szemcsefokozatszámnak felel meg. Kedvezőtlen még, hogy a belső-külső felületrészek közötti különbség csökkentésére irányuló hosszú hőntartás miatt, még oxidációs és dekarbonizációs hatások is bekövetkeznek. Mindezek rugóknál különösen kedvezőtlenek, mivel ezeknél a szélső szálak igénybevétele a nagyobb, szilárdsági tulajdonságaik viszont az előbbiekből eredően a legkisebbek. így a rugók élettartama a megengedett feszültségekhez igazodóan alacsony. A jelenlegi gyártásnál magas a fajlagos energiafelhasználás és az anyagfelhasználás is. Az előbbi kedvezőtlen hatások megszüntetése céljából szükséges volt új gyártási eljárás kialakítása. Megoldásokat kellett találni az eljárás megvalósításához szükséges berendezések kialakítására is.
