Пружинная проволока – по каким стандартам она изготавливается?

1 Особенности производства и применения ПП

Данная проволока изготавливается по двум Госстандартам – 9389–75 и 14963–78 по технологии волочения (протяжки) исходной заготовки через ряд отверстий, сечение которых уменьшается. После этого ПП проходит процедуру термической обработки. Она необходима для улучшения пружинных свойств готовой продукции.

Также термообработка увеличивает прочность готовых проволочных изделий на разрыв. Допускается не подвергать проволоку тепловой обработке. Но в этом случае готовые конструкции, которые будут делать из нее, обязательно проходят операцию термообработки.

Производство пружинной проволоки

Последнее отверстие для протяжки на волочильных станах нередко оборудуют особой калибровочной фильерой. Делается это тогда, когда по условиям техпроцесса требуется получить калиброванное изделие с гладкой и максимально ровной поверхностью.

Проволока разных видов по ГОСТ 9389–75 и 14963–78 чаще всего используется для изготовления шпилек, штифтов, крюков, осей и пружин на предприятиях машиностроительной отрасли.

При производстве этих изделий из ПП на специальных станках обычно выполняется отпуск стали (предварительный) и закалка, следующая за ним. Эти операции улучшают прочностные показатели готовых конструкций.

Отпуск и закалка изделий из ПП

Навивка пружин осуществляется по двум методикам – горячей и холодной. Более качественные изделия получаются при использовании горячей схемы, предполагающей нагрев проволочного сырья перед навивкой до температуры отпуска металла. Затем (после непосредственно навивки и последующей обрезки деталей до нужных геометрических размеров) производится закаливание получившейся продукции.

В настоящее время пружинная проволока применяется дизайнерами, создающими оригинальные интерьерные проекты для жилых помещений, торговых и офисных комплексов. Она легко гнется, позволяя формировать "украшения" практически любой формы, и обладает высокими декоративными качествами. Особые свойства описываемого материала были оценены и производителями мебели. Они применяют проволоку для пружин в качестве прочного отделочного материала для диванов и столов, шкафов и стульев.

2 Типы и технические характеристики ПП по ГОСТ 9389–75

По данному Госстандарту пружинная проволока может быть повышенной и нормальной степени точности. По механическим показателям она делится на четыре класса (3, 2А, 2 и 1) и на три марки (А, В, С). Изделия класса 2А всегда выпускаются повышенной точности.

Основные характеристики ПП:

• диаметр – 0,14–8 мм (разрешенные отклонения – от ±0,01 до ±0,05);
• овальность – не более половины величины указанных отклонений;
• сопротивление разрыву – от 1030–1230 (пружинная проволока класса 3 сечением 8 мм) до 2740–3090 (изделия 1-го класса сечением 0,14 мм) Н/мм2;
• количество скручиваний, которое выдерживает ПП – от 4 до 35 (конкретный показатель зависит от сырья, из которого делают проволоку, а также от класса и типа готового изделия);
• масса (устанавливается теоретическими расчетами) 1000 метров проволочной продукции – 0,1208–394,6 кг.

Пружинная проволока повышенной точности

ГОСТ 9389–75 требует, чтобы пружинная углеродистая проволока, которая применяется для навивки пружин по холодной методике без закалки, производилась из марок углеродистых сталей, указанных в стандартах 14959, 1050 и 1435. По заказу потребителя ПП может выпускаться из других стальных сплавов, в которых содержание фосфора и серы не превышает соответственно 0,035 и 0,030 %.

Госстандарт 9389–75 не допускает волнистости, ржавчины, волосовин, плен, раковин, закатов, трещин на поверхности готовых изделий, ржавчины, явления обезуглероживания (полного) ПП. Частичное обезуглероживание возможно, но его глубина не должна превышать 1,5–3 % сечения проволочного изделия.

Пружинная проволока ГОСТ 9389–75

Проволока поставляется на катушках, а также в мотках. Накручивают ее с таким расчетом, чтобы при разматывании материал не сворачивался "в восьмерки". На катушки и мотки массой менее 250 кг ПП накручивают одним отрезком, более 250 кг – максимум тремя отрезками. Причем в ГОСТ 9389–75 указана необходимость прокладки специальных заглушек в местах, где отрезки разделяются. Один проволочный отрезок не может быть менее 0,3 кг для изделий диаметром до 0,25 мм и менее 30 кг для изделий диаметром более 3 мм килограммов.

3 Информация об испытаниях углеродистой проволоки и ее упаковке

По Госстандарту 9389–75 готовая продукция проходит следующие виды проверок на качество:

• по требованиям ГОСТ 1763 – на глубину обезуглероживания;
• по стандарту 1545 – на скручивание (образец берется длиной 100 диаметров проволоки);
• по ГОСТ 10447 – на навивку;
• по стандарту 10446 – на разрыв и показатель сопротивления за определенный промежуток времени.

Невооруженным глазом осматривают изделия на предмет наличия на них поверхностных дефектов и изломов. При необходимости Госстандарт 9389–75 позволяет применять увеличительные приборы с величиной увеличения в 5 раз.

Проверка пружинной проволоки

Волнистость определяют микрометром на отрезках ПП длиной 195–205 мм. При этом проводится 10 замеров. Образцы обязательно фиксируются в специальном агрегате (например, в разрывной машине), который дает возможность оказать требуемую нагрузку на испытуемый материал.

Если 3 и больше замеров показывают отклонение изделия от заданного по стандарту 9389–75 сечения, материал относят к группе волнистого. Потребителям он поступать не должен. Отметим, что подобные результаты отмечаются крайне редко, сама технология изготовления ПП исключает высокую вероятность образования волнистости.

Испытания осуществляются на образцах, которые необходимо отбирать по Госстандарту 9389–75 от каждой катушки либо от каждого из двух концов мотка. В некоторых случаях разрешается при проверке использовать методики неразрушающего и статистического анализа.

Испытания пружинной проволоки ГОСТ 9389–75

Пружинная проволока сечением до 0,6 мм перевязывается шпагатом, других сечений – мягким проволочным материалом. Поверхность мотков покрывают смазкой (консервирующей) К-17, НГ-203 (тип А или Б), для обеспечения антикоррозионной защиты ПП.

Для упаковки готовой продукции используют двухслойную, промасленную или парафинированную бумагу, ткани из химволокон, клееное либо холстопрошивное упаковочное полотно, полимерную пленку. Хранение проволочных изделий следует осуществлять по требованиям стандарта 15150 (раздел 3).

4 Ключевые положения Госстандарта 14963–78

ГОСТ 14963–78 регулирует тонкости производства легированной круглой проволоки для изготовления пружин, которые после навивки проходят закалку и отпуск. Такие проволочные изделия могут выпускаться стандартного вида (без отделки поверхности) и с удаленным поверхностным слоем (с отделкой). По назначению легированная проволока по стандарту 14963–78 может предназначаться для холодной либо горячей навивки. Она делится на два класса. ПП первого типа идет на изготовление ответственных изделий, второго – общих по назначению пружин.

Легированная проволочная продукция имеет диаметр в пределах 0,5–14 мм. Производится она из легированных сталей 70С3А, 60С2А, 51ХФА, 65С2ВА.

ПП подвергается следующим видам дополнительной обработки поверхности:

• шлифование;
• полирование;
• вытягивание без шлифовки и полировки;
• тянутая после обдирки, обточки либо шлифовки.

Легированная проволочная продукция

Шероховатость поверхности готовых изделий после полировки должна быть не выше 0,32–0,63 мкм в зависимости от типа проволоки, после полировки – не выше 0,63–2,5 мкм. Для тянутой продукции величина шероховатости в ГОСТ 14963–78 не приводится.

Обезуглероживание для ПП с отделкой не допускается, для изделий без отделки разрешается частичное обезуглероживание глубиной не выше 0,03 мм (проволока сечением от 4,8 мм) и не выше 0,025 мм (сечение до 4,8 мм).

ГОСТ 14963–78 исключает расслаивание или растрескивание легированной проволочной продукции сечением менее 0,6 мм для холодной навивки после ее обматывания вокруг стержня на пять оборотов. Величина сопротивления на разрыв такой проволоки не может быть больше 105 кгс/мм2.

Пружинная проволока ГОСТ 14963–78

Проверку готовой ПП по ГОСТ 14963–78 производят по методикам, которые используются для проволоки по Госстандарту 9389 (их мы описали выше). Термообработка образцов легированной проволоки выполняется по такой схеме:

• закалка (температура около 850 °С);
• охлаждение (в качестве охлаждающего состава нужно использовать масло);
• отпуск (около получаса) при температуре примерно 400 °С;
• еще одно охлаждение в горячей воде либо в подогретом масляном составе.

Легированная ПП с обработкой поверхности в соответствии с ГОСТ 14963–78 производится в прутках. На один метр их длины допускается кривизна до 0,5 мм. По требованию заказчика в прутках производится и проволока без обработки. В остальных случаях ее выпускают в мотках весом от 0,25 до 7,5 кг.

Прутки по требованиям Госстандарта 14963–78 комплектуют в пачки. Если длина прутков более пяти метров, их допускается сматывать в мотки. При комплектации мотков с изделиями одного сечения и типа их разрешается собирать в бухты, которые обрабатываются специальной смазкой, предохраняющей продукцию от коррозии.