ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г. И. Носова», Магнитогорск, Россия:
В. А. Харитонов, канд. техн. наук, профессор
Н. Ю. Сметнёва, аспирант, эл. почта: Natalibox92@mail.ru
Н. В. Копцева, докт. техн. наук, профессор
Ю. Ю. Ефимова, канд. техн. наук, доцент

Приведены данные об изготовлении закаленно-отпущенной пружинной проволоки. Данную продукцию применяют для производств ответственных видов пружин (например, клапанных пружин автомобильных двигателей, пружин подвески и др.). В настоящее время закаленно-отпущенная проволока особенно востребована российскими предприятиями. В связи с этим в России начато производство проволоки, обладающей высокими прочностью, пределом упругости и обеспечивающей бóльшую циклическую стойкость пружин, в рамках программы импортозамещения и в соответствии с EN 10270-2: 2012. Более жесткие технические требования данного стандарта (по сравнению с ГОСТ 1071–81) вызвали необходимость изучения влияния условий пластической деформации и режимов закалки и отпуска на конечные свойства проволоки. Особенно это необходимо для обеспечения высокого уровня относительного сужения, характеризующего структурную однородность металла. Рассмотрены маршруты волочения и закалка в масле с последующим отпуском проволоки диаметром 3,7 мм из углеродистой и легированной сталей. Представлены оценка действующих режимов холодного волочения проволоки по значениям гидростатического напряжения, Δ-параметра и зоны растяжения, уровню нормального давления на поверхности проволоки в волоке и усилию волочения; волочение проволоки; оценка механических свойств; выполнение закалки и отпуска полученных образцов по 12 режимам в лабораторных условиях, определение механических характеристик, микроструктуры термообработанной проволоки. Оценку гидростатического напряжения, нормального давления и усилия волочения осуществляли по результатам компьютерного моделирования волочения проволоки в программе DEFORM. Определение Δ-параметра и размера зоны растяжения проводили аналитическим способом. Исследования показали, что наряду с маркой стали и режимами термообработки на свойства проволоки и затраты на ее изготовление большое влияние оказывает маршрут волочения. На основе полученных данных был выполнен анализ и определены рациональные режимы волочения проволоки.

1. Votava J., Kumbár V., Polcar A. Optimisation of heat treatment for steel stressed by abrasive erosive degradation // Acta universitatis agriculturae et silviculturae mendelianae brunensis. 2016. Vol. 64, Iss. 4. P. 1267–1277.
2. Izumida H., Matsumoto S., Murai T. History and Future of High-Fatigue-Strenght Steel Wire for Automotive Engine Valve Spring // Sei Technical Review. 2016. No. 82. P. 27–32.
3. Пыхов Л. Э., Галлямов Э. Ф., Сметнёва Н. Ю. Освоение производства термически обработанной пружинной проволоки из стали 54SiCr6 в условиях АО «БМК» // Сталь. 2018. № 6. С. 39–41.
4. Кулеша В. А., Клековкина Н. А., Белалов Х. Н. и др. Изготовление высококачественных метизов (научный и практический опыт Белорецкого металлургического комбината). — Белорецк, 1999. — 328 с.
5. ГОСТ 1071–81. Проволока стальная пружинная технически обработанная. Технические условия (с Изм. № 1, 2, 3, 4, с Поправкой). — Введ. 01.01.1983.
6. ТУ 14-4-1195–82. Проволока улучшенная пружинная из стали марки 70 (С72 «Экстра» по нормали фиат 52553). — Введ. 01.01.1983.
7. Чеэрова М. Н., Комарова Т. В., Дубинский В. Н. Разработка мер по повышению качества пружинной термически обработанной проволоки // Заготовительные производства в машиностроении. 2015. № 3. С. 39–44.
8. Комарова Т. В., Скуднов В. А., Гаврова М. Н. Уменьшение неравномерности механических свойств пружинной термически обработанной проволоки // Заготовительные производства в машиностроении. 2008. № 7. С. 39–45.
9. Чеэрова М. Н. Закономерности формирования зерна аустенита и их применение для повышения структурной однородности и качества пружинной проволоки : автореф. … дис. канд. техн. наук: — Нижегородский гос. техн. ун-т им. Р. Е. Алексеева, 2008. — 24 с.
10. Yamamoto T., Kobayashi R., Ozone T., Kuritomo M. Precipitation strengthening spring steel for automotive suspensions // Vanadium Structural Steels – Reprint of papers on vanadium steel from the proceedings of ASM HSLA Steels Technology and Applications Conference, Philadelphia, USA. 1983. P. 227–234 [Электронный ресурс]. URL: http://vanitec.org/wp-content/uploads/2011/09/Precipitation-Strengthened-Spring-Steel-for-Automotive-Suspensions.pdf (дата обращения: 19.11.2015).
11. Шаврин О. И. Технология и оборудование термомеханической обработки деталей машин. — М. : Машиностроение, 1983. — 176 с.
12. Крымчанский И. И. Прокат из легированных пружинных сталей на новом сортопрокатном стане 370/150 ОАО «БМЗ – управляющая компания холдинга «БМК» // Пружины. 2017. № 2. С. 13–17.
13. Белалов Х. Н., Клековкина Н. А., Никифоров Б. А. и др. Производство стальной проволоки : монография. — Магнитогорск : ГОУ ВПО «МГТУ», 2005. — 543 с.
14. Харитонов В. А., Усанов М. Ю. Эффективность применения деформации кручения в способах производства наноструктурированной проволоки // Вестник Магнитогорского гос. техн. ун-та им. Г. И. Носова. 2016. № 4. С. 66–71.
15. EN 10270-2:2012. Steel wire for mechanical springs — Part 2: Oil hardened and tempered spring steel wire, MOD).
16. Харитонов В. А., Усанов М. Ю. Совершенствование методики расчета маршрутов волочения для высокоуглеродистых сталей //
Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2017. № 8. С. 92–96.
17. Wright R. N. Mechanical analysis and die design // Wire Journal International. 1979. P. 60–61.
18. Wright R. N. Mechanism of wire breaks // Wire Journal International. 1982. P. 86–90.
19. Hassan A. K. F., Hashim A. S. Three dimensional finite element analysis of wire drawing process // Universal Journal of Mechanical Engineering. 2015. Vol. 3. No. 3. P. 71–82.
20. ГОСТ 8233–56. Сталь. Эталоны микроструктуры. — Введ. 01.07.1957.
21. ГОСТ 9453–75. Волоки-заготовки из твердых спеченных сплавов для волочения проволоки и прутков круглого сечения (с Изм. № 1, 2, 3). — Введ. 01.01.1977.
22. Губкин С. И. Теория обработки металлов давлением. — М. : Металлургиздат, 1947. — 532 с.
23. Сметнёва Н. Ю., Усанов М. Ю., Харитонов В. А. Совершенствование режимов волочения углеродистой проволоки на основе разработки и реализации новых методик расчета маршрутов волочения // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. 2019. Т. 10. № 1. С. 21–26.