Способ получения изделий из гранулированных алюминиевых сплавов

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ГРАНУЛИРОВАННЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, включающий засыпку гранул в оболочку и горячую обработку давлением, отличающийся тем, что, с целью повьппения равномерности свойств по сечению, засыпку осуществляют путем расположения гранул слоями по сечению оболочки с увеличением их диаметра от центра к периферии, при этом отношение диаметра гранул, находящихся в центре к диаметру гранул, находящихся в первом соседнем слое и соответственно всех соседних слоев друг к другу составляет 0,850 ,95, a толщина слоев в раз больше диаметра гранул этих слоев. 5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

\ЮЮ О

РЕСПУБЛИН

ОЮ Ol) Э1БР Е 22 F 3/20!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3393356/22-02 (22) 15.02.82 (46) 23. 10.84. Бюл. Р 39 (72) Х.И.Иманов (71) Азербайджанский политехнический институт им. Чингиза Ильдрыма (53) 621.762.4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 724275, кл. В 22 F 3/20, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

В 228892, кл. В 22 Р 1/00, 1969. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ

ГРАНУЛИРОВАННЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, включающий засыпку гранул в оболочку и горячую обработку давлением, о т — . л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения равномерности свойств по сечению, засыпку осуществляют путем расположения гранул слоями по сечению оболочки с увеличением их диаметра от центра к периферии, при этом отношение диаметра гранул, находящихся в центре к диаметру гранул, находящихся в первом соседнем слое и соответственно всех соседних слоев друг к другу составляет 0,850,95, а толщина слоев в 5-20 раз больше диаметра гранул этих слоев.

1 1119

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству .иэделий из гранул сплавов на основе алюминия путем обработки давлением (прессованием, прокаткой и др.), и может быть использовано при производстве иэ гранулированных сплавов на основе алюминия высококачественных полуфабрикатов для машиностроительной и особенно для авиаци- 1р онной промышленности (обработкой давлением).

Известен способ получения иэделий из гранулированных алюминиевых сплавов экструзией, включающий засыпку порошка в металлическую оболочку, причем засыпку осуществляют лоследо. вательным заполнением донной части контейнера на высоту 0,1-0,2 его длины и средней частн контейнера . вдоль оси диаметра 0,25-0,4 диаметра заготовки порошком с размером час- .. тиц 100-800 мкм, с последующей, заг-. рузкой s пространство между стенками контейнера, и средней частью по-:: 25 рошка.с размером в 5-10 раз крупнее порошка, помещенного в донную и среднюю часть контейнера (1j .

Недостатком данного способа является неравномерная плотность изделий по сечению.

Известен способ получения изуелий иэ гранулированных алюминия и его сплавов, заключающийся в том, что гранулы засыпают в металлическую. оболочку и подвергают горячей обра35 ботке давлением в вакууме j2).

Недостатком известного способа является неравномерность степени деформации ло сечению и, как следствие 40 неравномерность свойств по сечению

) 40 изделия.

Целью изобретения является повышение равномерности свойств по сечению изделия.

777 2 слоев друг к другу составляет 0,85«

0,95, а толщина слоев в 5-20 раэ больше диаметра гранул этих слоев.

Путем подбора диаметра. гранул и распределения их s поперечном сечении заготовки, согласно закону распределения деформации по поперечному сечению прессуемого полуфабриката, можно регулировать и выравнивать степень деформации в прессованном изделии и распределение свойств. е

Пример. Изготовлены заготовки из гранул сплавов AR 1,5Сг 1,5Zr и В96Ц. В центральные зоны оболочки засыпают гранулы диаметром 1,6 мм, а от слоя к слою (от центра к периферии заготовки) соотношение диаметров гранул,увелнчивают соответственно деле-. нием на 0,80 (в первой заготовке), на 0,85 (во второй заготовке), на

0,90(в третьей заготовке) на 0,95 (в четвертой заготовке) и на 1,00, т.е. заготовку готовят из гранул одинакового диаметра (известный способ).

Толщина слоев во всех заготовках принята 5Д<> (3 ппааррттиияя)), 12,5 llew . (II партия) и 20 Д „(III паРтин) °

Оболочки с гранулами подвергают горячему брикетированию, а лолученные заготовки пропрессовывают на пруток прямым способом, беэ примене/ ния смазки, с большей технологичес" кой вытяжкой (4 е„» ) равной 49. Иэ прутков изготовлены продольные образцы на растяжение. Результаты испытаний приведены в табл. 1 и 2.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения изделий из гранулированных алюминиевых сплавов, включающему засыпку . гранул в оболочку и горячую обработку давлением, засыпку осуществляют путем расположения гранул слоями по сечению оболочки с увеличением их диаметра от центра к периферии, при этом отношение диаметра гранул, 5S находящихся в центре к диаметру гра» нул, находящихся в первом соседнем слое и соответственно всех соседних.

Как следует иэ данных табл. 1 и 2, при соотношениях размеров гранул в слоях 0,83-0,95 свойства по поперечному сечению иэделия практически одинаковы.

Выбор толщины слоев (в 5-20 раз превосходящий размер гранул слоя) определяется тем, что при толщине слоя меньше 5Д заполнение слоя гранулами свободной засылкЬй затруднено. Выбор верхнего предела определяется тем, что йри большой толщине слоя проявляется неравномерность свойств по сечению изделия.

Для обоснования выбора толщины слоев получены прутки из сплава

АЬ1,5Cr — 1,52Zr, свойства отдельных участков которых приведены в табл. 3. Соотношение размеров гранул от слоя к слою равно 0,85-0,95.

1119777

Как следует иэ данных табл. 3, приме- .ет повышение равномерности распределе" нение предложенного способа обеспечива- ния свойств по сечению изделий.

Таблица 1

Величина коэффициента соотношения

Механические свойства

Толщина слоев размеров гранул

Ь кг/мм2

Р!2 ! кг/мм2

14; 14; 14

32; 31; 32 29; 28; 28

0,80

32; 32; 31

36; 35; 36

16; 16; 16

32; 32; 32

36; 36; 36

16; 16; 16

36; 36,5;36 32; 32; 32

16; 16; 16

36,4;35;36 32; 31; 32

Среднее значение 0,90

16; 16; 16

36; 36,6;36,8 32; 32; 32

36; 35,5;35

32 314 31

32; 32; 32

16; 16; 16

1,00, (известный способ) 24; 24; 23

12; 12; 12

32; 32; 32

28;: 28; 28

0,80

31; 32; 31

35; 36; 35

16; 16; 16

35; 36; 35

31 32; 31

16; 16; 16

36; 36; 36

32; 32; 32

Среднее значение

0,90

35; 35; 36

31 31; 31

36; 36; 36

32; 32; 32

16; 16; 16

35; 35; 35

36; 36; 36

1,00, (извест. ный способ) 28; 27 27

24; 23; 23

12; 12; 12

36; 36; 36

32; 32; 32

16; 16; 16

Нижнее предель- ное значение

0,85

Верхнее предельное значение

0,95

Нижнее предельное значение

0 85

Верхнее предельное значение 0,95

36,5; 36;36

28; 28; 27

36; Збф 36

319 313 31

32 is 31 31

32; 32р 32

16; 16; 16

16; 16; 16

16; 16; 16

14; 14; 14

16; 16; 16

16; 16; 16

16; 15; 15

16; 16; 16

Нижнее предельное значение

5Д гр,.

Среднее значение

12,5Д„р.

1 I 19777. !

Продолжение табл.

Иеханические свойства кг/мм 6 кг/ми

0,80

3!is 311 31

14; 14; 14

28; 28; 28

351 36 36

31 32; 32

16; 16; 16

3!1 311 31!

6s 1бэ 16

32is 31; 31

16; 16; 16

35,5;35;35.

16; 16; 16

31; 31) 31

Среднее эначе ние 0,90

16, 15, 15

32; 31 32

361 35, 36

Верхнее пре- 35j 35, 36 . 31, 31, 31 15, 15, 16 .дельное эначе» ° « ние 0,95 36, 35, 36 32, 31, 32 16, !6, 16

12, 12, 12

1,00, (известный способ) 27, 27, 2Р

23, 23, 23

36, 36, 36

32, 32, 32

16, 16, 16

® В числителе приведены результаты испытаний образцов, выреэанньгх из центральной зоны, а в знаменателе иэ перифЕрийной зоны прутка.

Т а б л и ц а 2

Иеханические свойства

Величина коэффициента соотноаения размеров гранул олщина слоев

3, х

6 кг/мм 6 кг/мм

ОД

0,80

74в 74 ° 72 70э 70э 74

78, 78, 80 75, 75, 75

7, 6, 5

7, 8, 8

76, 76, 75

80, 80, 80

80, 80, 80 76, 76, 75

Величина коэффе ента соотнове размеров грану

Нижнее предельное значение

0 85

Нижнее предельное значение 0,85

36; 351 35 361 35- 35

7, 8, 8

7 ° 81

Верхнее предельное значение

20Д гр, Нижнее предельное зна.чение 5Д„

1119777

Продолжение табл. 2

Механические свойств

,кг/

80, 80, 79 76, 76, 76

Среднее значение 0,90

80,80,79,4

76, 76, 76

80, 80, 80 75, 75, 76

8,8,8

80, 80, 80 75, 75, 75

8, 9, 8. 72, 72, 73 68, 68, 68

1,00, (известный способ) 7, 6, 6

78, 78, 78 75, 75, 75

74, 74, 73 -70, 70, 68

Среднее значение 12,5Д

0,80

78, 78, 80 75, 75, 75

8, 8, 8

8, 8, 8

80, 80, 80 76, 76, 76

80, 81, 80

76, 76, 76

8, 8, 8

Среднее значение 80, 80, 80 76, 76, 76 8, 8, 8

81, 81, 80 76,5;76,5;76 8,.7, 9

80, 80, 80 76, 76, 76

80, 80, 80 76, 76, 76

1,00 (извест" ный способ) 68, 68, 68

6, 6, 6

72, 72, 72

75, 76, 76 8, 8, 8

0,80

68, 68, 68

6,6,6

B 8, 8

75, 75, 75 м

80, 80, 78 26, 76, 75

80, 80, 80 76, 76, 76

Величина коэффиц ента соотновения разиеров гранул

Верхнее предельное значение 0,95

Нижнее предельное значение 0,85

Верхнее пре- дельное значение

0,95

Нижнее предельное значение, 0,85

78, 80, 80 . 73, 73, 73

78, 78, 78

/ ф к /им

8, 8, 9

8, 8, 9

7, 8, 8

5, 6, 5

8,8,8

8, 8, 8

9, 9, 8

8, 8, 8.Среднее предельное значение год,р.

1119777

Продолжение табл 2

Механические свойства"

Величина коэффици.ента соотношения размеров гранул

Толщина слоев

K p/мм KI /4м

80, 80, 78 76, 76, 75

8, 8, 7

Среднее предельное значение

0 90

80, 80, 78 76, 76, 75

8, 8, 7

78, 80, 78 75, 76, 75

7, 8, 7

Верхнее предель-. ное значение

0,95

80, 80, 80 76, 76, 76

8, 8, 8

70, 72, 72 66, 68, 68

1,00, (известный способ) 5, 6, 6

76, 76, 76, 8, 8, 6

80, 80, 80

Таблица 3

Величина коэффициента (толщина слоев) Механические свойства б, кг/мм2 S, Ж

02 кг/м к

При значениях толщины слоев меньше 5Д р, заполнение этих слоев гранулами свободной засыпкой весьма затруднительно.

Нижнее предельное значение 5Д„

35; 2; 35; 35,4 32; 31; 31,8

15; 15; 14

32; 32; 32

16; .16; 16

36; 36; 36

Среднее значение

12, 5Д

36; 35,41 35,0 32 31,4 31

16; 15; 16

32; 32; 31,5 16; 16; 16

36; 36,8; 36

Верхнее предельное значение 20Дгр.

35; 35,2 36

32; 31,8; 32

15; 16; 16

32/ 32ф 31

36; 36; 35,8 16; 16; 16

В числителе приведены результаты испытания образцов, вырезанных иэ центральной зоны, а в знаменателе иэ периферийной зоны прутка.

1119777

Продолжение тамб . 3

Механические свойства

Величина коэффициента (толщина слоев) S,z

6 . " мм

28; 28; 27

25; 25; 14

12; 12; 13

25Д

36; 35; 35

15; 15; 16

32; 31; 31

Нижнее 1редельное эначею.ие 5Д

36; 35,5; 35

32; 32; 32

36; 35,8; 36

32; 32; 32

32; 32; 32

15; 16; 16

32; 32; 32

16; 16; 16

Верхнее предельное значение 20Д„, 35; 35; 36

16; 16; 15

31,5; 31,5;32

25Дрр.

36; 35; 35,2

32; 31; 31

15; 15; 16

Нижнее предельное значение 5Д„

36; 36;36

32; 32; 32

16; 16; fá

32; 32; 32

16; 16; 16

36; 36, 36

31; 32; 32

35,6 )5,8;36

15; 16,16

36; 36; 36

32 32 32

Верхнее предельное значение 20Д„

3f l 321 31

35,2; 35,5; 35,5

361 36; 35

25Д

27; 27; 27

36; 36; 35

16; 16р 15

32; 32; 32

В числителе приведены результаты испытания образцов, вырезанных иэ центральной зоны, а в знаменателе-из периферийной эоны прутка.

ВНИИПИ Заказ 752З/9 Тираж 404 . Подписное филиал ШШ "Патеат", г. Ужгород, ул.Проектная,4

Среднее значение

12,5Д,р

Среднее значение

12,5Д „

36," 35,8; 36

36; 36; 36

36; 36; 35

28; 27; 27

32; 32; 31,4

25; 24; 24

32; 32; 31

24; 24; 24

15; 15; 15

16; 15; 16

16; 16; 16

12; 12; 12

16; 16; 16

15; 15; 15

16; 16; 15

12; 12; 12