Способ закалки отливок из сплава ак8м

Изобретение относится к области термической обработки и может быть использовано при закалке тонкостенных отливок сложной конфигурации для последующего изготовления из них высокоточных деталей. Способ закалки отливок из сплава АК8М включает нагрев до температуры 515°С, выдержку в течение 4 часов и охлаждение сначала с печью со скоростью 60-90°С в час до 410°С с выдержкой в течение 1 минуты, затем в воде с температурой 90-100°С с выдержкой 3 минуты и в воде с температурой 20-30°С. Получаются отливки с уменьшенной деформацией после закалки, которые обладают повышенной пластичностью и надежностью. 1 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к области термической обработки и может быть применено при закалке тонкостенных отливок сложной конфигурации из сплава АК8М для последующего изготовления из них высокоточных деталей.

Известен способ закалки отливок из сплава АК8М, включающий нагрев до температуры 515±5°С, выдержку и охлаждение в воде (RU 2125618 С1, МПК C22F 1/04, 27.01.1999, реферат) [1], взят в качестве аналога.

Охлаждение отливок при этом способе производят непосредственно с температуры закалки (515°С) в воде. В этом случае из-за значительной разности температур возникают напряжения в отливках. Напряжения приводят к деформации отливок. Эти деформации устраняют с помощью механического воздействия (рихтовки). В процессе рихтовки могут возникать трещины, так как сплав АК8М даже после закалки имеет низкую пластичность (δ=3-4%). Трещины могут образовываться внутри отливок (скрытые трещины), которые могут развиваться и разрушать отливки в процессе дальнейшей механической обработки, а также могут приводить к разрушению изделий в эксплуатации. Это приводит к значительным издержкам.

Известен способ закалки отливок из сплава АК8М (АЛ32), который заключается в нагреве отливок двухступенчато: сначала до 505±5°С, выдерживают 2-8 часов, а затем нагревают до 515±5°С, выдерживают 2-8 часов и охлаждают в воде 100°С. Способ взят в качестве прототипа (см. ГОСТ 1583-93, на 2-х листах прилагается) [2].

Охлаждение в воде 100°С с температуры 515°С не обеспечивает существенное снижение градиента температуры (515°-100°C=415°C) и внутренних напряжений, что важно для закалки отливок сложной конфигурации. Это является существенным недостатком для последующего изготовления высокоточных деталей.

Технический результат изобретения - уменьшение деформации, повышение пластичности и надежности отливок.

Технический результат изобретения достигается способом закалки отливок из сплава АК8М, включающим нагрев до температуры 515°С, выдержку и охлаждение, при этом выдержку проводят в течение 4 часов, а охлаждение осуществляют сначала с печью со скоростью 60-90°С в час до 410°С с выдержкой в течение 1 минуты, затем в воде с температурой 90-100°С с выдержкой 3 минуты и в воде с температурой 20-30°С.

Предлагаемый способ закалки отливок из сплава АК8М имеет новые существенные отличия от способов аналога и прототипа, что обеспечивает технический результат.

Пример практического применения.

Подвергали закалке образцы и отливки из сплава АК8М по различным режимам. Результаты исследования указаны в таблице.

Таблица
Результаты исследования сплава АК8М после различных режимов термической обработки.
№ п/п № Плавок Режим закалки Изменение размеров образцов, ± % после Свойства Примечание
закалки старения σв МПа δ%
1 2 3 4 5 6 7 8
А Нагрев до температуры +0,22 210 3,3
515±5°С, выдержка 4
часа, охлаждение в воде с Способ-
1 Б температурой 20-50°С +0,25 226 3,4 аналог
А Искусственное старение при -0,08 250 2,1
температуре
130±5°С - 3 часа +
Б 160±5°С - 3 часа, -0,15 260 2,0
охлаждение на воздухе
Нагрев до 505°С,
выдержка 3 часа, нагрев до 515°С, +0,25 210 3,4
2 В выдержка 4 часа, охлаждение в воде 100°С +0,3 220 3,1 Способ-прототип
Искусственное старение -0,07 260 2,0
170±5°С - 8 часов
-0,17 270 1,7
Нагрев до температуры
А 515±5°С, выдержка 4 +0,08 185 5,5
часа, охлаждение с печью со скоростью 60-90°С в час до 410°С,
Б выдержка 1 минута, +0,12 200 6,0
охлаждение в воде с
температурой 90-100°С, выдержка 3 Предлагаемый
3 минуты, охлаждение
в воде с температурой 20-30°С. способ
А Искусственное старение -0,05 260 3,4
при температуре
130±5°С - 3 часа +
Б 160±5°С - 3 часа, -0,08 265 3,2
охлаждение на воздухе
№ п/п № Плавок Режим закалки Изменение размеров образцов, ± % после Свойства Примечание
закалки старения σв МПа δ%
1 2 3 4 5 6 7 8
А Нагрев до температуры515±5°С, +0,06 175 6 Способ, выходящий за пределы предлагаемого
4 Б выдержка 4 часа, +0,1 190 6,5
охлаждение с печью со скоростью 60-110°C в час до380°C, выдержка 1 минута, охлаждение в воде с температурой 90-100°С, выдержка 3 минуты, охлаждение в воде с температурой 20-30°С
А Искусственное старение -0,04 210 5,5
при температуре
130±5°С - 3 часа +
Б 160±5°С - 3 часа, -0,07 220 5
охлаждение на воздухе
Нагрев до температуры
5 А 515±5°С, выдержка 4 часа, охлаждение с печью со скоростью 40-50°C в час до 410°С, +0,05 220 4,5
Б выдержка 1 минута, охлаждение в воде с температурой 90-100°С, выдержка 3 минуты, охлаждение в воде с температурой 20-30°С +0,09 225 4,9 -«-
А Искусственное старение при температуре -0,03 230 4,0
Б 130±5°С - 3 часа + -0,06 235 3,6
160±5°С - 3 часа,
охлаждение на воздухе
Нагрев до 505°С,
В выдержка 3 часа, Способ-
Нагрев до 515°С, +0,25 210 3,4 прототип
выдержка 4 часа,
охлаждение в воде +0,3 220 3.1
100°С
Искусственное -0,07 260 2,0
старение 170±5°С - 8 часов -0,17 270 1,7

Примечания к таблице.

1. При экспериментах использовали образцы №2 табл.3, ГОСТ 1583-93. Торцы образцов доведены до шероховатости для повышения точности при измерении образцов. Образцы отливали в песчаные формы.

2.

Химический состав: Si Mn Fe Mg Cu Ti
Плавка А 7,6% 0,3% 0,5% 0,39% 1,2% 0,14%
Плавка Б 7,6% 0,33% 0,5% 0,39% 1,4% 0,15%
Плавка В 7,7% 0,3% 0,4% 0,38% 1,3% 0,12%

3. Выдержку при термической обработке отсчитывали после достижения образцами заданных температур.

4. На каждый режим термической обработки использовали по три образца каждой плавки.

5. Результаты измерения размеров (длины) образцов являются среднеарифметическим результатом измерения 3-х образцов. Измерения длины образцов (200 мм) выполняли с точностью ±0,01 мм.

6. Охлаждение деталей и образцов со скоростью 40-110°С в час производили вместе с печью.

Результаты таблицы показывают, что предлагаемый режим обеспечивает уменьшение деформации образцов более чем в 2 раза после закалки и более чем в 1,5 раза после искусственного старения по сравнению со способами аналога и прототипа. Кроме того, после предлагаемого режима обеспечивается пластичность δ≥1,5 раза по сравнению с закалкой по способам аналога и прототипа.

Использование предлагаемого способа позволяет:

1. Существенно уменьшить деформацию после закалки особенно сложных по конфигурации деталей.

2. Обеспечить возможность рихтовки (правки) деталей после закалки без возникновения трещин.

3. Изготавливать отливки сложной конфигурации при упрочнении их закалкой и искусственным старением.

Источники информации

1. Патент на изобретение №2125618. Способ закалки отливок из сплава АК8М. Ru 2125618 C1, МПК C22F 1/04 (27.01.1999).

2. Межгосударственный стандарт.Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия. ГОСТ 1583-93.

Способ закалки отливок из сплава АК8М, включающий нагрев до температуры 515°С, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что выдержку проводят в течение 4 ч, а охлаждение осуществляют сначала с печью со скоростью 60-90°С в час до 410°С с выдержкой в течение 1 мин, затем в воде с температурой 90-100°С с выдержкой 3 мин и в воде с температурой 20-30°С.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении фасонных отливок из высококремнистых алюминиевых сплавов на машиностроительных и металлургических предприятиях.

Изобретение относится к области производства деталей обшивки кузовов транспортных средств, таких как крылья, двери, задние двери, капоты или крыши, устанавливаемых на стальной конструкции.
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для обработки изделий из силуминов. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при приготовлении высоколегированных сплавов, применяемых для получения изделия литьем и обработкой давлением.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам изготовления фольги из алюминиевокремниевых сплавов, предназначенной для дальнейшей прокатки фольговых припоев, и может быть использовано на заводах по обработке цветных металлов.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам термической обработки сплава системы Al-Si. .

Изобретение относится к металлургии , в частности к способу изготовления фольгового припоя из заэвтектического силумина, и может найти применение в приборостроении и радиоэлектронике .

Изобретение относится к способам термомеханической обработки сплавов на основе системы алюминий магний литий, используемых в процессе изготовления крупногабаритных полуфабрикатов, например штамповок, предназначенных для изделий новой техники.

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к термической обработке силуминов. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении из алюминиевых сплавов отливок типа поршней, применяемых в тракторных двигателях.
Изобретение относится к металлургии и может быть применено при термической обработке отливок из сплава АК8М при изготовлении высокоточных деталей

Изобретение относится к металлургии, в частности к способу термообработки алюминиево-кремниевого сплава эвтектического состава. Сплав нагревают с печью до температуры на 5-7°C выше температуры эвтектического равновесия сплава, выдерживают сплав при этой температуре в течение 120-150 мин, затем проводят охлаждение с печью до температуры 420-430°C со скоростью 0,01-0,03 град/с и охлаждение в воде до комнатной температуры. В результате термообработки в сплаве формируется микроструктура, в которой отсутствуют иглообразные кристаллы кремния и состоящая из многогранных кристаллов кремния, распределенных равномерно в матрице твердого раствора на основе алюминия. 3 ил.

Изобретение относится к способам получения металлической бутылки с горлышком с резьбой. Способ производства изготавливаемой прессованием путем ударного выдавливания металлической бутылки с резьбой для напитков включает получение заготовки из алюминиевого сплава, смешанного из скрапа алюминиевого сплава и относительно чистого алюминиевого сплава, при этом указанный скрап алюминиевого сплава содержит: между около 0,20 мас. % и около 0,32 мас. % Si, между около 0,47 мас. % и около 0,59 мас. % Fe, между около 0,10 мас. % и около 0,22 мас. % Cu, между около 0,78 мас. % и около 0,90 мас. % Mn, между около 0,54 мас. % и около 0,66 мас. % Mg, между около 0,06 мас. % и около 0,18 мас. % Zn, между около 0,00 мас. % и около 0,08 мас. % Cr, между около 0,00 мас. % и около 0,08 мас. % Ti, деформирование указанной заготовки в предпочтительную форму способом прессования - ударным выдавливанием для образования указанной металлической бутылки и образование резьбы на участке горлышка указанной металлической бутылки. Указанная резьба выполнена с возможностью принятия резьбовой крышки, которая по выбору может быть открыта и закрыта после наполнения металлической бутылки напитком. Технической результат заключается в получении заготовки бутылки с прочностными характеристиками, достаточными, чтобы сделать возможным нарезание резьбы на горлышке бутылки, предназначенной для навинчивания на такое снабженное резьбой горлышко резьбовой крышки. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 12 табл., 13 ил.

Изобретение относится к области термической обработки и может быть использовано при закалке тонкостенных отливок сложной конфигурации для последующего изготовления из них высокоточных деталей

Наверх