CN116426854A - 一种液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法 - Google Patents

一种液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116426854A
CN116426854A CN202310242019.6A CN202310242019A CN116426854A CN 116426854 A CN116426854 A CN 116426854A CN 202310242019 A CN202310242019 A CN 202310242019A CN 116426854 A CN116426854 A CN 116426854A
Authority
CN
China
Prior art keywords
conductive hairspring
hairspring
conductive
aging
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310242019.6A
Other languages
English (en)
Inventor
刘郭建
赵豪杰
张培新
辛小波
王建青
樊明涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Aerospace Precision Electromechanical Institute
Original Assignee
Xian Aerospace Precision Electromechanical Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Aerospace Precision Electromechanical Institute filed Critical Xian Aerospace Precision Electromechanical Institute
Priority to CN202310242019.6A priority Critical patent/CN116426854A/zh
Publication of CN116426854A publication Critical patent/CN116426854A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/773Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material under reduced pressure or vacuum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/02Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working in inert or controlled atmosphere or vacuum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明涉及惯性导航与控制技术中惯性器件工程技术领域,针对现有陀螺用导电游丝时效方法存在时效后导电游丝工艺性欠佳或铍青铜材料性能损失的问题,提出了一种液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法。该方法采用可分级时效的原理,首先在原丝固溶热处理后,进行第一次欠时效处理,保证原丝具有一定的力学性能,便于包装、转运以及剪裁、压模成型,提高了原丝成型的工艺性,为导电游丝压模成型后的第二次完全时效处理留出余量;然后进行性能复验,合格后剪裁、压模成型,最后进行第二次完全时效处理和稳定化处理,提高了工艺性,最大程度的发挥铍青铜材料的最佳性能。

Description

一种液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法
技术领域
本发明涉及惯性导航与控制技术中惯性器件工程技术领域,具体涉及一种液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法。
背景技术
陀螺仪是敏感载体角运动的仪表,按照陀螺仪进动性及定轴性原理,通过陀螺仪可以建立惯性坐标基准,敏感载体相对惯性基准的姿态,从而确定载体的运动参数,实现对载体的导航、制导和控制等功能。二浮陀螺是采用动压气浮轴承电机的全液浮陀螺,具有抗振动、耐冲击、可靠性高、寿命长等特点,被广泛应用于飞船、卫星、空间站、船舶的导航、航姿系统,作为敏感器的姿态敏感元件,用来测量载体的角运动,是非常重要的惯性敏感器件。
导电游丝是液浮陀螺内外输电联络的桥梁,其作用是对液浮陀螺电机和浮子组件上的电气元件传输能量和电信号。一般包括电机的能量输送、角度传感器的信号传递、力矩器的力矩施加等。导电游丝实现输电的同时带来有害力矩问题,为了降低导电游丝弹性力矩带来的干扰力矩,提高陀螺漂移率ωd(ωd=M/H,其中M为陀螺组件所受的干扰力矩,H为陀螺动量矩),要求干扰力矩小且稳定,因此,一般陀螺导电游丝都设计成既窄且薄,导电游丝非常柔软,又称软导线。根据单自由度陀螺的进动特点(浮子仅沿输出轴方向转动),为防止导电游丝轴向变形,将导电游丝设计成半圆C型,且宽厚比较大,呈薄片形,这样轴向刚度较大不允许变形,多根导电游丝弹性力矩沿径向分布并共面,减少误差;径向刚度较小且恒定用于载体姿态测量,既满足姿态测量附加力矩小而稳定的目的,又满足防止导电游丝轴向变形(轴向不需要变形)的目的。
陀螺用导电游丝的生产一般是从生产厂家采购相应规格的原丝,使用时再按照设计的形状,通过专用工装压制成型并进行一定条件的时效处理,确保导电游丝保持要求的性能和形状。导电游丝的作用是对液浮陀螺电机和浮子组件上的电气元件传输能量和电信号。对其材料的要求是:电阻率要低;弹性模数要小,弹性滞后要小;容易压制成型或压膜成型,焊接性好;密度应尽量与浮液密度相近。
目前行业内常用的材料有两种,一种是铜合金,如铍青铜。它的电阻率、弹性滞后都比较小,且易成型,因而应用很广,缺点是密度比浮液大得多,钎焊性能比较差。另一种采用铝合金,其电阻率、弹性模数、弹性滞后、成型性能和密度都比较理想,其缺点是焊接性太差,因而应用较少。所以,目前液浮陀螺导电游丝一般都采用铍青铜材料。为了减小导电游丝的刚度和干扰力矩,一般将导电游丝的截面形状设计成矩形,矩形的宽厚比应尽量大,矩形截面软导线一般制成圆弧形或S型外形,分布应以输出轴为中心,呈中心对称或轴对称分布。活动端应尽量靠近浮子轴,典型形状和分布见图1和图2所示。图3(a)和(b)分别为常用半圆C型导电游丝形状及截面放大示意图。
一般采购回来尚未成型的导电游丝(称为原丝)为长条形,还需要剪裁并使用成型工装将原丝压制成设计的导电游丝形状,然后将压制好的导电游丝进行真空时效处理,其目的是为了消除导电游丝压制过程中的应力,使其压模成型符合设计要求,同时获得较好的力学性能。
目前,惯性仪表行业内一般采用两种导电游丝成型方式:
一种是在原丝生产厂家进行压延拉伸和固溶处理后,此时原丝具有良好的塑形和韧性,材质柔软,直接剪裁并使用成型工装压好导电游丝,由厂家直接进行完全时效处理,使材料具有优良的弹性,同时硬度、强度得到提高,最后进行稳定化处理,目的是使材料组织和性能更稳定,去除部分内应力。
另一种是原丝生产厂家进行压延拉伸、固溶处理后直接进行完全时效处理,使材料具有优良的弹性,同时硬度、强度得到提高。使用方采购回来后再进行剪裁并使用成型工装将原丝压制成设计的导电游丝形状,然后再进行过时效处理,以消除压制时产生的应力,使导电游丝脱模后成型符合设计图样形状和尺寸要求。
这两种成型方式虽然均能满足目前液浮陀螺的使用要求,但均存在一定的不足:第一种方法需要在导电游丝原丝生产厂家进行导电游丝的裁剪、成型压模,易受限于原丝生产厂家的生产影响,工艺性不好,造成该道工序的不连续,并且增加了一定的成本。若直接采购回厂家再剪裁、压制成型,则由于原丝尺寸小且十分柔软,一方面不易包装、转运,也不易使用方的裁剪和压模成型,工艺性很差,经常造成导电游丝的损伤;第二种方法由于原丝已在厂家进行了完全时效处理,在使用方剪裁、压模成型后,只能进行过时效处理。过时效处理可提高零件高温工作时的稳定性和导电性,但力学性能会有一定下降,不能发挥铍青铜材料的最佳性能,当使用环境苛刻时可能发生故障或仪表性能变化。
同时由于导电游丝零件的特殊性,采购回的原丝及成型后的导电游丝零件性能检测目前尚缺乏有效手段,一般只是检查一下外观和表面质量,其它性能参数直接采用原丝厂家的数据,或者待装成陀螺后通过陀螺参数间接反映导电游丝性能,不能很好的在形成陀螺产品的前端控制导电游丝的性能,有一定的盲目性。
发明内容
针对现有陀螺用导电游丝时效方法存在时效后导电游丝工艺性欠佳或铍青铜材料性能损失的情况,本发明提出一种液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法。
本发明首先在原丝固溶热处理后,进行第一次欠时效处理,保证原丝具有一定的力学性能,便于包装、转运以及剪裁、压模成型,为导电游丝压模成型后的完全时效处理留出余量,然后进行性能复验,合格后剪裁、压模成型,最后进行第二次完全时效处理和稳定化处理,提高工艺性,最大程度的发挥铍青铜材料的最佳性能。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法,其特殊之处在于,包括以下步骤:
1)、选择铍青铜材料的液浮陀螺用导电游丝原丝;
2)、优化原丝的结构尺寸;
3)、分级时效处理:
3.1)对原材料进行压延成型与固溶处理;
3.2)进行第一次欠时效处理;
3.3)根据第一次欠时效处理时的模式技术指标要求对导电游丝原丝的性能进行测试,若合格,则根据优化的导电游丝原丝的结构尺寸,进行剪裁和压模成型,得到液浮陀螺用导电游丝;若不合格,则作废弃处理;
3.4)进行第二次完全时效处理;
3.5)根据第二次完全时效处理时的模式技术指标要求对液浮陀螺用导电游丝的性能进行测试,若合格,则完成液浮陀螺用导电游丝分级时效处理;若不合格,则作废弃处理。
进一步地,步骤3.3)所述对导电游丝原丝的性能进行测试,以及步骤3.5)中所述对液浮陀螺用导电游丝的性能进行测试,均采用维氏硬度HV、抗拉强度Rm两项参数进行综合评价。
进一步地,步骤3.3)中,所述对导电游丝原丝的性能进行测试时,维氏硬度HV不小于300,抗拉强度Rm不小于1000MPa;
步骤3.5)中,所述对液浮陀螺用导电游丝的性能进行测试时,维氏硬度HV不小于330,抗拉强度Rm不小于1130MPa。
进一步地,还包括步骤4)、对完成第二次完全时效处理后测试合格的导电游丝,将其安装在液浮陀螺中,进行导电游丝性能评价测试,评价导电游丝的精度是否符合要求;
所述导电游丝性能评价测试包括在聚三氟氯乙烯陀螺悬浮液中的腐蚀性试验,最大许用电流试验,与重力无关漂移稳定性试验,力学、热学、电磁学环境试验以及寿命试验。
进一步地,步骤3.2)第一次欠时效处理,采用真空炉,真空度1.33×10-1Pa~1.33×10-3Pa,温度200℃±20℃,保温时间2h;
步骤3.4)第二次完全时效处理,采用真空炉,真空度1.33×10-1Pa~1.33×10- 3Pa,温度320℃±20℃,保温时间2h。
进一步地,步骤1)中,所述铍青铜材料为C17200型号的铍青铜材料。
进一步地,步骤2)中,液浮陀螺用导电游丝原丝的结构尺寸满足:
Figure SMS_1
其中,M为导电游丝原丝弹性力矩;D为导电游丝原丝直径;K D 为与导电游丝原丝直径D有关的形状系数;E为导电游丝原丝材料的弹性模量;b为导电游丝原丝宽度;h为导电游丝原丝厚度;α为导电游丝原丝扭转角度。
进一步地,K D =0.1;E=120×109Pa。
进一步地,步骤2)中,所述液浮陀螺用导电游丝原丝的结构尺寸h×b为:(0.011~0.012)mm×(0.145~0.15)mm。
进一步地,步骤3.1~步骤3.2在厂家导电游丝生成时进行;步骤3.3~步骤3.5,在使用方装配液浮陀螺时进行。
与现有技术相比,本发明具有的有益技术效果如下:
1、本发明提出的液浮陀螺用导电游丝的分级时效方法,采用可分级时效的原理,首先进行约200℃的第一次欠时效处理,保证了原丝具有一定的力学性能,也便于包装、转运以及剪裁、压模成型,提高了原丝成型的工艺性;然后进行性能复验,合格后剪裁、压模成型,最后进行第二次完全时效处理和稳定化处理,既提高了工艺性,又最大程度的发挥了铍青铜材料的最佳性能。
2、本发明提出的液浮陀螺用导电游丝的分级时效方法,将原丝材料由QBe2.0铍青铜改为性能更优的C17200型号铍青铜,进一步减少原材料中的杂质和缺陷,确保液浮陀螺用导电游丝性能。
3、本发明提出的液浮陀螺用导电游丝的分级时效方法,优化了液浮陀螺用导电游丝原丝的结构尺寸,将液浮陀螺用导电游丝原丝供货尺寸要求由(0.010~0.012)mm×(0.12~0.15)mm改为(0.011~0.012)mm×(0.145~0.15)mm,在采用相同的时效处理的前提下,通过优化液浮陀螺用导电游丝原丝的结构尺寸,可以提高液浮陀螺用导电游丝性能50%以上。
4、本发明提出的液浮陀螺用导电游丝的分级时效方法,还提出了对成型时效后的导电游丝性能检测和评价参数,在现有的仅仅将其维氏硬度HV作为检测评价参数的基础上,引入了抗拉强度Rm作为新的参数,综合评价导电游丝时效处理后的力学性能。通过维氏硬度HV和抗拉强度参数评价成型时效后的导电游丝性能,既便于实施检测,又能有效保证导电游丝产品的力学性能满足陀螺的使用要求,实现了陀螺用导电游丝性能的量化检测和控制。同时为了安全可靠,进行了腐蚀性、最大许用电流、陀螺漂移稳定性、环境试验等考核,满足苛刻使用环境和长期使用的安全性和可靠性。
5、采用本发明提出的液浮陀螺用导电游丝的分级时效方法后,导电游丝在满足外形尺寸(0.011~0.012)mm×(0.14~0.15)mm×150mm要求前提下,按本发明提供的两级时效处理的方法,严格按照温度、时间等工艺参数进行时效处理,处理后导电游丝性能满足维氏硬度HV不小于330,抗拉强度Rm不小于1130MPa的指标,不仅能保证导电游丝满足陀螺使用要求,而且具有50%以上的安全裕度。
附图说明
图1为现有陀螺用导电游丝的典型形状示意图;
图2为现有导电游丝在陀螺中的典型分布图;
图3为常用半圆C型导电游丝形状及截面放大示意图;其中,(a)为半圆C型导电游丝形状示意图,(b)为半圆C型导电游丝截面放大示意图;
图4为本发明液浮陀螺用导电游丝的时效方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚,以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法作进一步详细说明。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用来解释本发明的技术原理,目的并不是用来限制本发明的保护范围。
导电游丝原丝在生产厂家要进行固溶处理,固溶处理后材料具有良好的塑形和韧性,材质柔软,可进行冷加工变形。使用方采购后要进行成型时效处理,使导电游丝具有优良的弹性,同时维氏硬度HV、强度得到提高,最后进行稳定化处理,目的使材料组织和性能更稳定,去除部分内应力。
铍青铜材料力学性能对时效热处理的温度比较敏感,又由于陀螺对导电游丝力学性能和尺寸形状都有要求,两方面均通过时效处理实现,几次时效处理前后的性能互相影响。为了协调统一,因此,有必要摸索并确定仪表张丝状态(生产厂出厂状态)对后续时效处理力学性能效果和导电游丝压模成型操作更为有利,以便使最终液浮陀螺用导电游丝性能比较理想,满足漂移性能、环境试验能力和其他性能要求。
如图4所示,本发明提出了一种液浮陀螺用导电游丝的时效方法,具体包括以下步骤:
1)、选择性能更优的铍青铜材料作为液浮陀螺用导电游丝的原材料(原丝)
目前铍青铜材料主要牌号有QBe2.0和C17200铍青铜。对QBe2.0和C17200进行化学成分对比,详见表1。
表1 两种牌号铍青铜化学成分对比(%)
Figure SMS_2
表1数据表明,两种牌号材料主要化学成分是相同的,但各元素含量有一定差异。根据生产厂家两种材料实际生产经验,C17200牌号材料夹杂少、组分更均匀、含量精准,压延过程中材料缺陷少,过程废品率低。
因此,选用性能更优的C17200型号的铍青铜材料作为液浮陀螺用导电游丝的原材料。
2)、优化液浮陀螺用导电游丝原丝的结构尺寸
导电游丝原丝的尺寸与导电游丝弹性力矩的关系:
Figure SMS_3
其中,M为导电游丝原丝弹性力矩,单位为N·m;K D 为与导电游丝原丝直径D有关的形状系数,K D =0.1;E为导电游丝原丝材料的弹性模量,E=120×109Pa;b为导电游丝原丝宽度,单位为m;h为导电游丝原丝厚度,单位为m;D为导电游丝直径,单位为m;α为导电游丝扭转角度,单位为rad。
目前常见的导电游丝尺寸规格有(h×b):0.012mm×0.15mm,0.01mm×0.2mm,0.015mm×0.2mm,为进一步提高液浮陀螺用导电游丝性能,将导电游丝原丝供货尺寸要求由(0.010~0.012)mm×(0.12~0.15)mm改为(0.011~0.012)mm×(0.145~0.15)mm。
按照相同的时效处理方法,通过优化液浮陀螺用导电游丝原丝的结构尺寸,可以提高液浮陀螺用导电游丝性能50%以上。
3)、分级时效处理
为降低干扰力矩和提高稳定性,导电游丝须根据结构尺寸进行成型处理,为保证漂移稳定性,导电游丝压模质量对导电游丝性能有一定要求,变形量须满足要求,维氏硬度HV偏低容易变形,维氏硬度HV偏高成型后性能会下降,因此分两次时效处理。
3.1)对原材料进行压延成型与固溶处理。
3.2)进行第一次欠时效处理,采用真空炉,真空度1.33×10-1Pa~1.33×10-3Pa,温度200℃±20℃,保温时间2h;
第一次欠时效处理后使得原丝具有一定的结构强度和性能,便于包装、转运和使用方剪裁、压模。
3.3)第一次欠时效处理后,按照第一次欠时效处理时的模式技术指标要求进行导电游丝原丝尺寸、维氏硬度HV及抗拉强度参数检测,若合格,则进行剪裁和压模成型,得到液浮陀螺用导电游丝;若不合格,则作废弃处理;
第一次时效处理材料性能得到一定提高,处理后维氏硬度HV不小于300,抗拉强度Rm不小于1000MPa,成型效果最好。
3.4)压模成型后进行第二次完全时效处理,采用真空炉,真空度1.33×10-1Pa~1.33×10-3Pa,温度320℃±20℃,保温时间2h。
3.5)第二次完全时效处理后,按照第二次完全时效处理时的模式技术指标要求进行液浮陀螺用导电游丝尺寸、维氏硬度HV及抗拉强度参数检测,若合格,可以提供陀螺使用,若不合格,则作废弃处理。
导电游丝原丝生产后,先进行约200℃的第一次欠时效处理,既保证了原丝具有一定的力学性能,便于包装、转运,也便于使用方剪裁、压模成型,处理后导电游丝性能达到压模成型工艺对铍青铜材料的性能要求,提高了原丝的成型工艺性;后进行性能复验,合格后剪裁、压模成型,再进行第二次完全时效处理和稳定化处理,既提高了工艺性,又最大程度的发挥了铍青铜材料的最佳性能,满足陀螺在苛刻环境条件下和长期使用的可靠性要求。
第二次时效处理维氏硬度HV不小于330,抗拉强度Rm不小于1130MPa,达到了最佳处理效果,可承受2.025N的拉力,装配陀螺可承受60grms以上随机振动。而原来时效处理成型后维氏硬度HV不小于223,抗拉强度Rm不小于957MPa,只能承受1.302N的拉力,装配陀螺可承受40grms随机振动。液浮陀螺用导电游丝实际抗力学试验能力提高50%以上,导电游丝在苛刻条件下的可靠性和安全性彻底解决。
时效处理完成后,可以对液浮陀螺用导电游丝力学性能进行检测和评价,导电游丝力学性能主要的衡量指标为维氏硬度HV、抗拉强度Rm(原评价标准σb)、延伸率A(原评价标准δ10),受尺寸限制,延伸率无法检测。目前对导电游丝力学性能进行检测和评价时,仅仅将其维氏硬度HV作为检测评价参数。
抗拉强度和维氏硬度HV高说明材料可以承受较大的载荷和抵抗较大的塑性变形,同时抗拉强度高一定程度上也可反映材料承受疲劳寿命的能力较好。因此,通过导电游丝对比试验及陀螺验证试验,给出时效处理后导电游丝的维氏硬度HV、抗拉强度Rm两项参数来综合评价时效处理的力学性能。
在满足外形尺寸(0.011~0.012)mm×(0.14~0.15)mm×150mm要求前提下,按本发明提供的两级时效处理的方法,严格按照温度、时间等工艺参数进行时效处理,处理后导电游丝性能满足维氏硬度HV不小于330,抗拉强度Rm不小于1130MPa的指标,不仅能保证导电游丝满足陀螺使用要求,而且具有50%以上的安全裕度。
最后,采用液浮陀螺使用工况评定,包括电应力条件下液浮陀螺用导电游丝在聚三氟氯乙烯陀螺悬浮液中的腐蚀性试验,最大许用电流试验,陀螺工作条件下的陀螺与重力无关漂移稳定性,力学、热学、电磁学等环境试验,寿命试验等综合评价,对导电游丝的设计、工艺参数进行鉴定,确定导电游丝的技术状态。
通过维氏硬度HV和抗拉强度指标评价成型时效后的导电游丝性能,既便于实施检测,又能有效保证导电游丝产品的力学性能满足陀螺的使用要求,实现了液浮陀螺用导电游丝性能的量化检测和控制。
下面结合一个具体的例子说明本发明时效方法的效果。
例如:某型号液浮陀螺,原导电游丝采用Qbe.2铍青铜材料,尺寸为0.01mm×0.136mm,原丝厂家生产时已完成320℃的完全时效处理。采购回来后,由于没有量化的检测、评价指标,仅对外观进行入厂复验。随后进行剪裁、压模成型,然后再进行390℃的成型时效处理,这样才能更好的保持导电游丝形状稳定。使用该状态导电游丝的陀螺产品在进行大量级随机振动试验中出现了导电游丝断裂问题。
采用上述本发明提出的导电游丝的时效方法进行改进后,导电游丝采用C17200铍青铜材料,尺寸为0.012mm×0.15mm,原丝厂家生产时先完成200℃的欠时效处理。采购回来后,对外观、维氏硬度HV和抗拉强度进行入厂复验满足指标后进行剪裁、压模成型,然后再进行320℃的完全时效处理。
采用本发明提出的导电游丝的时效方法进行改进后与前者导电游丝指标对比情况见表2所示。
表2 导电游丝指标对比
Figure SMS_4
由此可见,采用本发明处理方法后的该型号陀螺产品通过正常型号的随机振动及量级拉偏试验考核,证明安全裕量大于50%,液浮陀螺用导电游丝产品性能得到有效提升,满足产品使用要求。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)、选择铍青铜材料的液浮陀螺用导电游丝原丝;
2)、优化原丝的结构尺寸;
3)、分级时效处理:
3.1)对原材料进行压延成型与固溶处理;
3.2)进行第一次欠时效处理;
3.3)根据第一次欠时效处理时的模式技术指标要求对导电游丝原丝的性能进行测试,若合格,则根据优化的导电游丝原丝的结构尺寸,进行剪裁和压模成型,得到液浮陀螺用导电游丝;若不合格,则作废弃处理;
3.4)进行第二次完全时效处理;
3.5)根据第二次完全时效处理时的模式技术指标要求对液浮陀螺用导电游丝的性能进行测试,若合格,则完成液浮陀螺用导电游丝分级时效处理;若不合格,则作废弃处理。
2.根据权利要求1所述的液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法,其特征在于:
步骤3.3)所述对导电游丝原丝的性能进行测试,以及步骤3.5)中所述对液浮陀螺用导电游丝的性能进行测试,均采用维氏硬度HV、抗拉强度Rm两项参数进行综合评价。
3.根据权利要求2所述的液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法,其特征在于:
步骤3.3)中,所述对导电游丝原丝的性能进行测试时,维氏硬度HV不小于300,抗拉强度Rm不小于1000MPa;
步骤3.5)中,所述对液浮陀螺用导电游丝的性能进行测试时,维氏硬度HV不小于330,抗拉强度Rm不小于1130MPa。
4.根据权利要求1或2或3所述的液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法,其特征在于:
还包括步骤4)、对完成第二次完全时效处理后测试合格的导电游丝,将其安装在液浮陀螺中,进行导电游丝性能评价测试,评价导电游丝的精度是否符合要求;
所述导电游丝性能评价测试包括在聚三氟氯乙烯陀螺悬浮液中的腐蚀性试验,最大许用电流试验,与重力无关漂移稳定性试验,力学、热学、电磁学环境试验以及寿命试验。
5.根据权利要求4所述的液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法,其特征在于:
步骤3.2)第一次欠时效处理,采用真空炉,真空度1.33×10-1Pa~1.33×10-3Pa,温度200℃±20℃,保温时间2h;
步骤3.4)第二次完全时效处理,采用真空炉,真空度1.33×10-1Pa~1.33×10-3Pa,温度320℃±20℃,保温时间2h。
6.根据权利要求5所述的液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法,其特征在于:
步骤1)中,所述铍青铜材料为C17200型号的铍青铜材料。
7.根据权利要求1-6任一所述的液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法,其特征在于:
步骤2)中,液浮陀螺用导电游丝原丝的结构尺寸满足:
Figure QLYQS_1
其中,M为导电游丝原丝弹性力矩;D为导电游丝原丝直径;K D 为与导电游丝原丝直径D有关的形状系数;E为导电游丝原丝材料的弹性模量;b为导电游丝原丝宽度;h为导电游丝原丝厚度;α为导电游丝原丝扭转角度。
8.根据权利要求7所述的液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法,其特征在于:
K D =0.1; E=120×109Pa。
9.根据权利要求8所述的液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法,其特征在于:
步骤2)中,所述液浮陀螺用导电游丝原丝的结构尺寸h×b为:(0.011~0.012)mm×(0.145~0.15)mm。
10.根据权利要求9所述的液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法,其特征在于:
步骤3.1~步骤3.2在厂家导电游丝生成时进行;步骤3.3~步骤3.5,在使用方装配液浮陀螺时进行。
CN202310242019.6A 2023-03-14 2023-03-14 一种液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法 Pending CN116426854A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310242019.6A CN116426854A (zh) 2023-03-14 2023-03-14 一种液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310242019.6A CN116426854A (zh) 2023-03-14 2023-03-14 一种液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116426854A true CN116426854A (zh) 2023-07-14

Family

ID=87082409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310242019.6A Pending CN116426854A (zh) 2023-03-14 2023-03-14 一种液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116426854A (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4306907A (en) * 1979-03-29 1981-12-22 Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Age hardened beryllium alloy and cermets
US20040216817A1 (en) * 2003-01-24 2004-11-04 Harkness John C. Copper-beryllium alloy strip
RU2416672C1 (ru) * 2009-09-30 2011-04-20 Татьяна Игоревна Андреева Способ обработки полуфабриката из низколегированного дисперсионно-твердеющего медного сплава с содержанием никеля до 1,6%, бериллия 0,2-0,8% и титана до 0,15%
CN102127726A (zh) * 2010-01-15 2011-07-20 单连女 铍青铜的时效热处理方法
CN104745990A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 贵州航天风华精密设备有限公司 一种解决铍青铜零件真空时效达不到设计硬度的方法
CN108018507A (zh) * 2017-11-07 2018-05-11 九江精达检测技术有限公司 一种滚动电旋转传输装置的柔性环制备方法
CN112593113A (zh) * 2020-12-11 2021-04-02 北京有色金属与稀土应用研究所 一种铜合金游丝材料及其制备方法
CN112626328A (zh) * 2020-12-16 2021-04-09 无锡市创新开关电器有限公司 一种新型弹簧片热处理加工工艺
CN113048966A (zh) * 2021-02-06 2021-06-29 花园金波科技股份有限公司 高弹性铍青铜阶梯型液浮陀螺仪用波纹管及其制造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4306907A (en) * 1979-03-29 1981-12-22 Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Age hardened beryllium alloy and cermets
US20040216817A1 (en) * 2003-01-24 2004-11-04 Harkness John C. Copper-beryllium alloy strip
RU2416672C1 (ru) * 2009-09-30 2011-04-20 Татьяна Игоревна Андреева Способ обработки полуфабриката из низколегированного дисперсионно-твердеющего медного сплава с содержанием никеля до 1,6%, бериллия 0,2-0,8% и титана до 0,15%
CN102127726A (zh) * 2010-01-15 2011-07-20 单连女 铍青铜的时效热处理方法
CN104745990A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 贵州航天风华精密设备有限公司 一种解决铍青铜零件真空时效达不到设计硬度的方法
CN108018507A (zh) * 2017-11-07 2018-05-11 九江精达检测技术有限公司 一种滚动电旋转传输装置的柔性环制备方法
CN112593113A (zh) * 2020-12-11 2021-04-02 北京有色金属与稀土应用研究所 一种铜合金游丝材料及其制备方法
CN112626328A (zh) * 2020-12-16 2021-04-09 无锡市创新开关电器有限公司 一种新型弹簧片热处理加工工艺
CN113048966A (zh) * 2021-02-06 2021-06-29 花园金波科技股份有限公司 高弹性铍青铜阶梯型液浮陀螺仪用波纹管及其制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112033672B (zh) 船舶径向轴承静动载荷识别的标定装置及标定方法
CN116426854A (zh) 一种液浮陀螺用导电游丝分级时效的方法
CN106290775A (zh) 一种电站锅炉受热面sa210c钢材料状态评估方法
CN108760545B (zh) 一种谐振式疲劳试验机平均载荷加载误差补偿方法
CN102841013A (zh) 一种测量非平面结构材料屈服强度的方法
US11112350B2 (en) Method for determining a strength of a bond and/or a material as well as a bond tester apparatus
CN110625338B (zh) 一种防爆型磁致伸缩液位计的制备工艺
Morrell A tensile creep-testing apparatus for ceramic materials using simple knife-edge universal joints
CN105910921A (zh) 一种预测dz125合金蠕变曲线的方法
CN110594327A (zh) 一种v型弹簧及其生产方法
US7150200B1 (en) Miniature axisymmetric streamline tensile (MAST) specimen
CN113804119B (zh) 一种耐高温高压光纤应变传感器
CN113108985B (zh) 芯丝嵌光栅智能钢绞线拉力值修正计算方法
CN111828513B (zh) 离合器摩擦片及其制作方法和应用
CN113916763A (zh) 一种甲基乙烯基硅橡胶湿热老化寿命预测的方法
CN111982635A (zh) 一种材料内部夹杂的弹性模量测定方法
Wilson et al. Proving rings for calibrating testing machines
CN111008437B (zh) 一种扭杆弹簧预扭工艺参数的选择方法
Kim et al. Effects of fiber gripping methods on single fiber tensile test using Kolsky bar
Sandler et al. Experimental investigation of relay contact dynamics
Mueller Analysis of connector springs with complex geometry
CN117928884B (zh) 考虑天平时间相关数据修正的高速连续式风洞运行方法
CN116124604B (zh) 材料高温力学性能测试方法
CN220019143U (zh) 一种高强铝合金导线疲劳测试夹具
CN114518298B (zh) 一种非等双轴残余应力的压入标定方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination