178774. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés rugók hőkezelésére
3 173774 4 Az eljárás a villamos ellenálláshevítés, amelyet találmányunk szerint hőkezelt rugók gyártásában a következők szerint valósítunk meg. A rugók kiinduló anyaga keresztmetszetének mérete azonos a kész rugó keresztmetszetével. Az anyag hossza a terítékméretnek megfelelő. Ezen kiinduló anyagot adagoló berendezés meghatározott és változtatható ütemidő szerint hozza melegítési helyzetbe. Az ütemidő 150 másodpercen belül állítható, a hőkezelendő anyag teljes ausztenitesítéséhez szükséges időtartamnak megfelelően. A melegítési helyzetben az álló munkadarab végei, megfelelő szorítással, villamos kontaktusokon csatlakoznak. Az ausztenitesítést az Ac3 +10 °C hőmérséklettartományban valósítjuk meg, a hőkezelendő anyag minőségének megfelelően beállított hevítési sebességgel. A teljes ausztenites állapot elérésekor gyors hőfokváltozások érintés nélküli mérésére alkalmas műszer jelet ad a hevítés befejezésére. Mozgató szerkezet juttatja tovább az alkatrészt mechanikai alakító, majd hűtőberendezéshez. A hűtőberendezésben levő hűtőközeg fűthető, hűthető és keringethető. A hűtés megvalósítható az ausztemperálási vagy a nemesítési hőkezelés eljárásnak megfelelően. Az ausztemperálásnál a hűtőközeg sófürdő, amelynek hőmérséklete a hőkezelendő anyag minőségének megfelelően az Ms + 20 °C hőmérséklettartományban legyen. A hűtés időtartama az anyagra jellemző izotermális átalakulás diagram szerinti. A nemesítésnél a hűtőközeg edzőolaj, amelynek hőmérséklete 50 °C. A megeresztés előnyösen sófürdőben történjen, a hőkezelt anyag minőségének megfelelő hőmérsékleten és időtartamban. A megeresztés végrehajtható még lökésszerű megeresztés útján is, amikor a találmány szerinti berendezés alkalmazásával a rugókat a megeresztés idő-hőfokparaméterek ismert összefüggéseinek megfelelően kell felmelegíteni, majd vízben vagy levegőn lehűteni. A találmányi megoldás szerinti összes berendezések egyenként és egymáshoz képest is automatikusak, üyen módon vezéreltek. A találmány szerint csavarrugók, laprugók és stabilizátorok széles méret és anyagminőség tartományban gyárthatók, A találmányi megoldás szerinti rugógyártás egyes technológiai részei, így az abban legjelentősebb villamos ellenálláshevítés ismertek. Nem is ezekre kérünk szabadalmi oltalmat. Találmányunk szerint az ismert technológiai módszerek meghatározott paraméterek és kombinációk melletti alkalmazása a rugógyártásban kedvező eredményeket hoz. Itt kell külön említenünk azt a felismerést, hogy a kialakuló erős villamos és mágneses erőtér a kristályosodás sebességét megnöveli. Továbbá azt, hogy a kedvező ausztemperálási hőkezelési eljárás alkalmazási köre azért szélesíthető ki, mivel a hűtőközeg hűtőhatásának befelé csökkenő voltát, a felmelegített anyag belsejének magasabb hőmérsékletével kompenzálni tudtuk. A villamos ellenálláshevítés, vagy más néven konduktív eljárás előnyeit más területeken már felismerték és az alkalmazásra megoldást kerestek. Ilyent ismertet a 166 820 számú magyar szabadalom, amely hidegenalakított acélszalagok újrakristályosítását javasolja, oly megoldással, hogy a mozgó acélszalagot kontaktusgörgők között hevíti. A 145 071 számú csehszlovák szabadalom dróthuzalok melegítésére vonatkozik, ugyancsak kontaktusgörgők közötti mozgó alkatrész esetében, a húzási körülmények javítása céljából. A cél az egyik esetben sem az ausztenites állapot kialakítása, vagy az annak eredményekénti hőkezelés elvégzése. A Drahtwelt 1980. évi 12. száma a villamos ellenálláshevítés alkalmazására olyan megoldást mutat, ahol az anyagot ugyancsak mozgás közben kontaktusgörgők között hevítik, a követő mechanikai továbbalakítás könnyítése céljából. Csavarrugók gyártásához szolgáló találmány szerinti berendezés vázlatát az ábrán mutatjuk be. Az 1 adagolóberendezés hozza az alkatrészeket melegítési helyzetbe. Itt a 4 szorítás biztosítja az 5 érintkezőfelületeken a meghatározott megfogást. A hevítés befejezését a 6 érintésnélküli hőmérsékletmérő vezérli, majd a 7 vágóberendezés az érintkezési felület mellett a felmelegített anyagot elvágja. A 4 szorítások feloldódása után a 2 alkatrész a súlyerőnél fogva a 8 továbbító görgősorra jut. A 9 bevezető biztosítja, hogy az alkatrész a 10 mechanikai alakítóberendezés 11 görgői közé jusson. A rugó a geometriai kialakítás után a 12 lejtős pályán, a 13 szakaszosan mozgó behordó egység vályújába kerül és gyors elmozgással a 14 edényben levő hűtőközegbe jut. A 15 lejtős pályán vezetve kerül a rugó a 16 kihordószerkezeten levő vályúba. A kihordószerkezet folyamatosan mozog. Mozgási sebessége fokozat nélkül állítható. így a rugók hűtőközegben történő tartózkodásának idejét változtatni lehet. A 16 kihordószerkezet a rugókat a hőkezelési hűtési megoldásnak megfelelő (lényegében azonos kialakítású) következő kádba, majd végül a szállítóládába juttatja. A találmány alkalmazása révén jelentkező legjelentősebb előny, hogy a rugók anyagának szemcsefokozatszáma < 10 értékű, mivel az anyag teljes keresztmetszetében, rövid hevítési idő alatt, egyszerre éri el a kívánt ausztenites állapotot. Ekkor a melegítés befejezhető és így nincs idő az ausztenitszemcsék növekedésére. Továbbá a hevítés során kialakuló erős elektromágneses tér a kristályosodás sebességét megnöveli és így csökkenthető a teljes ausztenites állapot eléréséhez szükséges idő. A kedvező szemcsefokozatszám eredményeként a rugók anyagának folyáshatára a már ismertetett összefüggés szerint, több fokozatszámmal magasabb, mint a jelenlegi alkalmazásoknál. Ez azért következik be, mivel a szemcsefinomság javulása eredményeként korlátozódnak a diszlokációs mozgások és így csökkennek a transzlációs és utóhatások. (Rugalmas utóhatás, relaxáció, rugalmas hiszterézis, Bauschinger effektus) így a találmányunk szerint gyártott rugók élettartama a folyáshatár növekedésével arányosan megnő. Ez a jelenlegi élettartamnak többszöröse. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
