Сплав на основе алюминия

 

Слав предназначен для изготовления износостойких прецизионных: деталей приборов . Сплав содержит, мае. %: медь 3,0- 4,5; магний 1,0-2,0; никель 1,6-2,5: железо 0,3-1.0; кремний 0.3-1,0: цирконий 0,1- 0,35, водород 0,89 - 5.4 алюминий - остальное. Свойства сплава следующие: твердость 1238-1350 МПа. коэффициент вариации 3,2-8,4%. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 22 С 21/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ flATEHTHOE

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) —.,««...«/ «/«/ Увы« «. («, -1 /,/ ф !,,1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ма

9«

Ъ/

0

Ф

Ос

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4932420/02 (22) 18.01.91 (46) 30.01,93. Бюл. N. 4 (71) Совместное советско-шведское предприятие "Хорос" (72) l0.А.Горбунов, М.П.Боргояков, А.А.Перебоева, А.С.Соколов, А.M.ØTåðåíçîí, Л.Г.Кириченко, Л.B.Ãàëèåeà, Э.Т.Кобрусев, В.Д.Игнатов и Е.А.Федоров (56) Промышленные деформируемые, спеченные и литейные ал-:оминиевые сплавы.

Справочник. М.: Металлургия, 1972, с,110.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе алюминия, предназначенным в приборостроении для изготовления износостойких прецизионных деталей приборов.

Известен сплав на основе алюминия

2218 со следующим содержанием компо- нентов, % по массе: 4,0 Си; 1,5 Мд; 2,0 Ni остальное алюминий (1).

Недостатком данного сплава также является недостаточная твердость и существенный разброс ее значений в пределах одной партии деталей.

Цель изобретения — разработка состава сплава на основе алюминия с повышенной

/твердостью и стабильностью ее значений.

Поставленная цель достигается тем, что сплав дополнительно содержит цирконий и водород при следующем соотношении компонентов, мас.%: медь 3,0-4,5; магний 1,02,0; никель 1,6-2,6; железо 0 30 1,0; кремний 0,30-1,0; цирконий 0,10-0,35; во,, ЫЛ„„1791461 А1

2 (54) СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ (57) Слав предназначен для изготовления иэносостойких прецизионных деталей приборов. Сплав содержит, мас. : медь 3,04,5;магний 1,0-2,0; никель 1,6-2,5;железо

0,3 — 1,0; кремний 0.3-1,0; цирконий 0,10,35. водород 0,89 10 — 5,4 10; алюминий — остальное. Свойства сплава следующие: твердость 1238-1350 МПа. коэффициент вариации 3,2-8,4%. 1 табл.

/ дород 0,89 10 — 5,4 . 10; алюминий— остальное.

Расширение пределов содержания легирующих элементов: меди, никеля, железа и кремния за счет снижения нижнего уровня значений связано с тем, что в предлагаемом сплаве увеличено содержание магния с 0,40,8% до 1,0-2,0%. При укаэанном повышен- ном содержании магния образуются дисперсные фазы: MgzSI (HV=4500 Мн/м ) и тройная AlzCuMg (Hy=5600 МН/м ), выделение которых увеличивает твердость сплавов системы алюминий — медь — мат- ний.

Введение в сплав циркония способствует иэмельчению структуры за счет модифицирования, что обеспечивает рост твердости материала и уменьшение разброса ее значений. Выбор содержания циркония в пределах 0,10-0,35% является оптимальным. При более низком, меньше

0,10 содержания циркония, не обеспечивается модифицирующего влияния, так как

1791461

g (Y, — Y»} /и — 1

20 ч=

»=1

У»

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав сплава на основе алюминия для износостойких прецизионных деталей приборов отличается от известного наличием дополнительных легирующих элементов циркония и водорода. То есть заявляемое решение соответствует критерию "новизна", так как оно обладает отличительными

Составитель Ю, Горбунов

Редактор С. Кулакова Техред М,Моргентал Корректор С.Патрушева

Заказ 134 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва; Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 в литом состоянии структура не измельчается, не наблюдается прироста твердости.

При концентрации циркония выше 0,35% в структуре слитка образуются крупные ин терметаллиды А!юг, что ведет к уменьшению модифицирующего влияния и огрублению структуры.

Известно, что при легировании алюминиевых сплавов кремния понижается растворимость водорода в твердом растворе на основе алюминия, в связи с этим рекомендуется поддерживать содержание водорода в пределах 0,89 . 10 5 — 5,4 . 10 %; Указанное количество водорода в сплаве необходимо, так как водород в сплавах алюминия, содержащий кремний, оказывает модифицирующее влияние на кремнистые интерметаллиды, что существенно их диспергирует, уменьшая разброс значений твердости.

Содержание водорода ниже 0,89 10 5% не рекомендуется, так как при такой концентрации практически отсутствует модифицирующее влияния. Содержание водорода в сплаве свыше 5,4 10 % ведет к образованию газовой пористости, которая не устраняется при дальнейшей обработке сплава, что резко понижает свойства сплава. признаками.

Дополнительное легирование сплава на основе. алюминия цирконием и водородом обеспечивает повышение твердости и ста. бильности ее значений. Так как отличительные признаки не выявлены в других, технических решениях, то, следовательно, предложенное решение соответствует критерию "существенные отличия", Примеры.

Из известного и предложенного сплавов на основе алюминия были отлиты слитки, из которых готовились. образцы для

5 замера твердости. Перед проведением исследований образцы термически обрабатывались по следующему режиму: закалка с температуры 510+. 5ОС в воду, старение при

160-170 С, 104. 8 таблице приведены со10 держания легирующих элементов в сплавах, полученные значения твердости и коэффициент вариации ее значений, который характеризует стабильность.

Коэффициент вариации (V} рассчиты15 вался, исходя из среднего квадратичного отклонения, по формуле: где Y» — значение твердости в» - опыте, Y» — среднее арифметическое значение твердости в пяти параллельных опытах, n — число параллельных опытов.

Приведенные в таблице данные позволяют сделать вывод, что предлагаемый сплав имеет повышенную на 15-25% твердость и стабильность, меньший разброс ее значений по сравнению с известным сплавом. Коэффициент вариации значений твердости у предлагаемого сплава в 1,5-2,0 раза меньше, чем у прототипа.

Формула изобретения

Сплав на основе алюминия, преимуще35 ственно для износостойких деталей приборов, содержащий медь, магний, никель, железо и кремний; от л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения твердости и стабильности ее значений, он дополнительно

40 содержит цирконий и водород при следующем соотношении компонентов мас.%: медь — 3,0 — 4,5; магний — 1,0 — 2,0, никель— 1,6-2,5; железо — 0,3-1,0; кремний — 0,3-1,0; цирконий —. 0,1-0,35; водород — 0,89 10 — 5,4 10; алюминий — остальное.