Трубчатая пружина для транспортных средств и способ изготовления трубчатой пружины - RU2018112607A
Код документа: RU2018112607A
Формула
1. Трубчатая пружина (1), в частности, в виде винтовой пружины (3). торсионной пружины (2) и/или стабилизатора (4) для транспортных средств, включающая по меньшей мере металлический трубчатый элемент (5) с внутренним поперечным сечением (6) трубы, внутренним диаметром (DI) трубы, наружным диаметром (DA) трубы, внутренней стенкой (7) трубы и толщиной (W) стенки трубы, отличающаяся тем, что в во внутреннем поперечном сечении (6) трубы по меньшей мере одного металлического трубчатого элемента (5) трубчатой пружины (1), по меньшей в частичной области расположен по меньшей мере вспененный металл (8), при этом по меньшей мере один металлический трубчатый элемент (5) имеет по меньшей мере частично мартенситную структуру.
2. Трубчатая пружина (1) по п. 1, отличающаяся тем, что расположенный по меньшей мере во внутреннем поперечном сечении (6) трубы по меньшей мере одного металлического трубчатого элемента (5) трубчатой пружины (1) по меньшей мере в частичной области, вспененный материал (8) по меньшей мере частично соединен с внутренней стенкой (7) трубы по меньшей мере одного металлического трубчатого элемента (5).
3. Трубчатая пружина (1) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что наружный диаметр (DA) трубы по отношению к толщине (W) стенки трубы по меньшей мере одного металлического трубчатого элемента (5) имеет соотношение больше 8, преимущественно больше 12, предпочтительнее больше 20, наиболее предпочтительно больше 30.
4. Трубчатая пружина (1) по одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что расположенный по меньшей мере во внутреннем поперечном сечении (6) трубы по меньшей мере одного металлического трубчатого элемента (5) вспененный материал (8) имеет плотность меньше 1 г/см3, преимущественно меньше 0,6 г/см3, предпочтительнее в диапазоне от 0,1 до 0,5 г/см3.
5. Трубчатая пружина (1) по одному из пп. 1-4, отличающаяся тем, что по меньшей мере один металлический трубчатый элемент (5) по меньшей мере частично подвернут пластическому формообразованию с образованием выполненной не полностью прямолинейно трубчатой пружины (1).
6. Способ изготовления трубчатой пружины (1), вспененной по меньшей мере в одной частичной области, в виде винтовой пружины (3). торсионной пружины (2) и/или стабилизатора (4) для транспортных средств, включающий этапы:
а) подготовка по меньшей мере одного состава исходного материала, включающего по меньшей мере металлическую составляющую с температурой плавления и компонент вспенивающего средства;
b) подготовка трубчатой пружины (1), включающей по меньшей мере металлический трубчатый элемент (5) с внутренним поперечным сечением (6) трубы, внутренним диаметром (DI) трубы, наружным диаметром (DA) трубы, внутренней стенкой (7) трубы и толщиной (W) стенки трубы;
с) введение подготовленного на этапе а) по меньшей мере одного состава исходного материала в по меньшей мере один металлический трубчатый элемент (5) подготовленной на этапе (b) трубчатой пружины (1), причем по меньшей мере один металлический трубчатый элемент (5) заполняется полностью или в частичной областях;
d) термическая обработка по меньшей мере заполненного полностью или в частичных областях на этапе с) по меньшей мере одного металлического трубчатого элемента (5), включающая:
i. нагрев заполненного полностью или в частичных областях на этапе с) по меньшей мере одного металлического трубчатого элемента (5) по меньшей мере до температуры отверждения, причем температура отверждения это температура выше минимальной температуры рекристаллизации металлического трубчатого элемента (5), преимущественно равна или больше начальной температуры для образования аустенита в металлическом трубчатом элементе (5) и, причем температура отверждения равна или больше температуры плавления введенного на этапе с) по меньшей мере состава исходного материала, причем состав исходного материала вспенивается при изготовлении заполненного по меньшей мере в частичной области вспененным материалом по меньшей мере металлического трубчатого элемента (5);
ii. быстрое охлаждение нагретого на этапе i по меньшей мере до температуры отверждения заполненного полностью или в частичных областях по меньшей мере одного металлического трубчатого элемента (5) до первой температуры охлаждения, причем первая температура охлаждения это температура ниже минимальной температуры рекристаллизации металлического трубчатого элемента (5) и в заполненном полностью или в частичных областях по меньшей мере одном металлическом трубчатом элементе (5) по меньшей мере частично устанавливается мартенситная структура;
iii. повторный нагрев быстро охлажденного на этапе ii заполненного полностью или в частичных областях по меньшей мере одного металлического трубчатого элемента (5) до первой температуры отпуска, которая меньше начальной температуры образования аустенита;
iv. охлаждение повторно нагретого на этапе iii заполненного полностью или в частичных областях по меньшей мере одного металлического трубчатого элемента (5) до второй температуры охлаждения, причем вторая температура охлаждения по меньшей мере меньше первой температуры отпуска,
отличающийся тем, что,
по меньшей мере в частичных областях между внутренней стенкой (7) трубы, заполненной вспененным материалом по меньшей мере в частичной области одного металлического трубчатого элемента (5), и вспененным материалом (8) по меньшей мере в частичной области по меньшей мере одного металлического трубчатого элемента (5) образуется по меньшей мере частично связанное материалом соединение.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что подготовленный на этапе b) по меньшей мере один металлический трубчатый элемент (5) имеет по меньшей мере частично ферритно-перлитную структуру.
8. Способ по одному из пп. 6-7, отличающийся тем, что на дальнейшем этапе е) осуществляется пластическое формоизменение подготовленного на этапе b) по меньшей мере одного металлического трубчатого элемента (5) и/или подвергнутого термической обработке на этапе d) заполненного вспененным материалом по меньшей мере в частичной области по меньшей мере одного металлического трубчатого элемента (5) с образованием не полностью прямолинейно выполненной заполненной вспененным материалом по меньшей мере в частичной области трубчатой пружины (1).
9. Способ по одному из пп. 6-8, отличающийся тем, что пластическое формоизменение на этапе е) представляет собой холодное пластическое формообразование и осуществляется в качестве этапа по очередности после термической обработки на этапе d) при температуре холодного пластического формообразования, причем температура холодного пластического формообразования это температура ниже минимальной температуры рекристаллизации металлического трубчатого элемента (5), преимущественно меньше начальной температуры образования аустенита в металлическом трубчатом элементе (5).
10. Способ по одному из пп. 6-9, отличающийся тем, что пластическое формоизменение на этапе е) представляет собой горячее пластическое формообразование и осуществляется в качестве этапа по очередности перед термической обработкой на этапе d) при температуре горячего пластического формообразования, причем температура горячего пластического формообразования это температура выше минимальной температуры рекристаллизации металлического трубчатого элемента (5), преимущественно равна или больше начальной температуры образования аустенита в металлическом трубчатом элементе (5).
11. Способ по одному из пп. 6-10, отличающийся тем, что при вспенивании состава исходного материала на этапе i плотность заполненного в по меньшей мере одном металлическом трубчатом элементе (5) вспененного материала (8) с металлической составляющей устанавливается меньше 1 г/см3, преимущественно меньше 0,6 г/см3, предпочтительнее в диапазоне от 0,1 до 0,5 г/см3.
12. Применение трубчатой пружины (1), вспененной по меньшей мере в одной частичной области по одному из пп. 1-5 в ходовых частях транспортных средств, в частности, транспортных средств.
