1.3. Применяемые материалы и основы технологии при изготовлении ирисовых пружин.

При выборе материала пружин сейсмоприёмников необходимо учитывать следующие требования [41, 42] .

1 Материал должен быть упругим и стабильным. Количественно это оценивается []_0,002.

2 Материал должен быть высокопрочным, то есть []_в должно иметь как можно большее значение.

3 Модуль упругости Е (модуль Юнга) должен иметь как можно меньшее значение. Это позволит уменьшить габариты приборов и обеспечить большую чувствительность.

4 Материал пружин должен быть немагнитным, так как сейсмоприёмник должен быть чувствительным только к механическим возмущениям. Имеющиеся электромагнитные возмущения Земли и Вселенной не должны влиять на показания прибора. Такое влияние хорошо демонстрируется на механических часах.

5 Коррозионностойкость материала пружин. Возможна работа в агрессивных средах.

6 Материал должен быть технологичным. Исключается склонность к образованию трещин при обработке. Неядовитость.

В таблице 1.1 приведены примеры состава бериллиевых бронз, применяемых в сейсмических приборах за рубежом.

Отечественные пружины предпочитают изготавливать из бериллиевых бронз и сплава "Камелон". За рубежом применяют только бериллиевые бронзы, которые несколько отличаются по элементному составу от отечественных.

Состав отечественных материалов, применяемых для пружин упругих подвесов сейсмоприёмников приведен в таблице 1.2.

Таблица 1.1 Состав бериллиевых бронз ирисовых пружин зарубежных сейсмоприемников

Марка бронзы	Спецификация	Be, %	Co, %	Co+Ni+Fe, %	Другие элементы
CuBe2	CAE; CA172; CDA 172	1,8-2,0	≥0,2	≤0,6	Остальное Cu
C17200 (Berylco 25)	BS2870-CB101 ISOD R546 DIN17666Wnr2 1247
CuBe (автоматная)		1,8-2,0	≥0,2	≤0,6	0,2-0,3 Pb, Cu Остальное
CuBe C17500 (Berylco 10)	SAECA175; CDA175 DIN17666 Wnr2 1285;ISODR546	0,4-0,7	2,4-2,7	-	Остальное Cu

Сравнение отечественных и зарубежных бронз по составам показывает их различие по содержанию дополнительных легирующих элементов. В отечественных бронзах присутствует никель, а в некоторых из них также титан и магний, тогда как в зарубежных - кобальт. По данным зарубежных авторов в присутствии титана снижается уровень упрочнения [ 43, 44 ] . Материалы

Таблица 1.2 - Состав материалов отечественных образцов ирисовых пружин

Марка материала	Be, %	Ni, %	Ti, %	Mg, %	Cu, %	Mn, Al, %
Бронза Бр В2 Бр БНТ1,9 Бр ВНТ1,9Mg Сплав 546 «Камелон»	1,8-2,1 1,85-2,1 1,85-2,1 -	0,2-0,5 0,2-0,4 0,2-0,4 18-20	- 0,1-0,25 0,1-0,25 -	- - 0,13 -	Остальное Остальное Остальное Остальное	- - - 1-2

поставляются в виде полос и лент [45], [46,47,48]. Важнейшим и необходимым этапом упрочняющей обработки цветных металлов является процесс старения.

В соответствии с рекомендациями [41, 48] гипроцветметобработки для сплава БрБ2 старение состоит в выдержке в течении 2 ч при температуре 320 °C и последующем охлаждении на воздухе. Если печи вакуумные, то для каждой печи режим старения должен быть подобран индивидуально. Контроль проводить по твёрдости, которая должна быть одинаковой, как и для охлаждения на воздухе.

Для сплава "Камелон" режим старения заключается в выдержке при температуре 530°С в течении 1 ч 45 мин и охлаждении, соответствующем охлаждению на воздухе. Старение позволяет повысить предел упругости цветных металлов до значении, указанных в таблице 1.3. В настоящее время ирисовые пружины изготавливают химическим фрезерованием, что позволяет избежать появления микротрещин и заусенцев, свойственных изготовлению штамповкой. Благодаря химическому фрезерованию уменьшаются погрешности характеристик при изготовлении, увеличивается срок службы ирисовых пружин. Применение сплава "Камелон" в отечественных ирисовых пружинах сейсмоприемников обусловлено меньшей хрупкостью, высокой прочностью, большей коррозионостойкостью, меньшей токсичностью при изготовлении, в

Таблица 1.3 - Режимы упрочняющей обработки ирисовых пружин

Обработка и состояние	Толщина полосы, мм		σв, МПа	σ0,002, МПа	Е,ГПа	Hv
Бронза БрБ2
Закалка (мягкое)	0,15-0,25		400-600	120-150	110-120	130
Закалка и старение	0,15-0,25		1100-1500	600	-	330
Деформация и старение	0,15-0,25		1150-1600	800-850	-	360
Бронза Бр БНТ 1,9
Закалка (мягкое)	0,15-0,25		400-600	120-150	120	120
Закалка и старение	0,15-0,25		1100-1500	650	125	330
Деформация и старение	0,15-0,25		1150-1600	900-950	125	360
Сплав “Камелон”
закалка +деформация+старение			1500	1100	145	420

сравнении с бериллиевыми бронзами. Бериллиевые бронзы требуют более точной выдержки технологических норм, но зато выигрывают по малости модуля Юнга.

В зарубежных сейсмоприёмниках ирисовые пружины имеют золотое покрытие.