Способ термообработки профиля, устройство для термообработки профиля и профиль

Авторы патента:


Способ термообработки профиля, устройство для термообработки профиля и профиль
Способ термообработки профиля, устройство для термообработки профиля и профиль
Способ термообработки профиля, устройство для термообработки профиля и профиль
Способ термообработки профиля, устройство для термообработки профиля и профиль

 

C21D1 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

Владельцы патента RU 2410463:

ЭЙРБАС ДОЙЧЛАНД ГМБХ (DE)

Изобретение относится к созданию штампованного профиля для летательного аппарата, а также способу и устройству для его термообработки. Термообрабатывают профиль, имеющий две области, первая из которых выполнена из сплава AlCuMg, а вторая - из сплава AlZnMg, причем первая и вторая области прилегают друг к другу по существу параллельно продольной оси профиля. Первую область профиля подвергают воздействию первой температуры, чтобы оказать влияние на коррозионную стойкость и/или на сопротивление развитию трещины профиля, а вторую область подвергают воздействию второй температуры, чтобы усилить механическую прочность профиля при статической нагрузке. Устройство для термообработки упомянутого профиля содержит две камеры, из которых первая камера окружает первую область профиля, а вторая камера окружает вторую область профиля. Камеры нагревают воздухом. Камеры образованы при помощи продольно разрезанных рукавов, которые закреплены на профиле вдоль его продольной оси и/или параллельно поперечной оси профиля для создания автономных первой и второй камер. Получается профиль, имеющий различные механические характеристики, такие как прочность при статической нагрузке, сопротивление развитию трещины и коррозионная стойкость, которые оптимизированы по меньшей мере в двух соответствующих областях. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение в первую очередь имеет отношение к созданию способа термообработки профиля, в частности штампованного профиля для летательного аппарата. Кроме того, настоящее изобретение имеет отношение к созданию устройства для термообработки профиля, в частности штампованного профиля для летательного аппарата. Наконец, настоящее изобретение имеет отношение к созданию профиля, в частности штампованного профиля для летательного аппарата.

Штампованные профили, в частности, полученные с использованием термообрабатываемых алюминиевых сплавов, широко используют при конструировании летательных аппаратов, принимая во внимание требующуюся в этих случаях высокую способность к механическому нагружению. Требование непрерывного снижения веса еще более повышает требующуюся способность к статическому нагружению и повышает требования к другим механическим параметрам профилей, изготовленных из алюминиевого сплава.

Например, известные процессы обработки позволяют специфически оптимизировать штампованные профили, изготовленные из термообрабатываемых алюминиевых сплавов, чтобы получить максимальную прочность при статической нагрузке или коррозионную стойкость. Это же справедливо для достижения максимального сопротивления развитию трещины используемых алюминиевых профилей. Однако по существу невозможно одновременно получить максимальную прочность при статической нагрузке, максимальное сопротивление развитию трещины и максимальную коррозионную стойкость, так как каждая из этих характеристик материала может быть оптимизирована до теоретического максимума только за счет снижения по меньшей мере одной из других характеристик материала. Например, это означает, что штампованный профиль, изготовленный из термообрабатываемого алюминиевого сплава, может иметь очень высокую прочность при статической нагрузке или может иметь весьма благоприятные свойства, связанные с коррозионной стойкостью и/или с сопротивлением развитию трещины. Обычно известные процессы обработки не могут быть использованы для оптимизации характеристик материала профиля таким образом, чтобы как прочность при статической нагрузке, так и коррозионная стойкость и сопротивление развитию трещины имели благоприятные значения за счет изолированной оптимизации единственного параметра профиля.

Это происходит потому, что известные процессы предусматривают проведение по существу одинаковых операций обработки термообрабатываемых алюминиевых сплавов, так что они будут иметь ориентировочно одинаковые свойства материала во всем объеме вне зависимости от области. В результате алюминиевый профиль за счет использования известных процессов не может быть автоматически специфически оптимизирован по областям в том, что касается прочности при статической нагрузке, сопротивления развитию трещины и коррозионной стойкости.

Задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства для местной (по областям) оптимизации нескольких механических параметров профиля, в частности штампованного профиля для летательного аппарата. Другой задачей настоящего изобретения является создание профиля, в частности штампованного профиля для летательного аппарата, который имеет различные (отличающиеся друг от друга) механические характеристики, оптимизированные по меньшей мере в двух соответствующих областях. Эти механические характеристики связаны, в частности, с прочностью при статической нагрузке, с сопротивлением развитию трещины и с коррозионной стойкостью.

Эти задачи решены при помощи способа, устройства и профиля, приведенных в формуле изобретения.

Так как по меньшей мере две области профиля подвергают различным (отличающимся друг от друга) видам термообработки, изменяющиеся (отличающиеся друг от друга) характеристики материала могут быть созданы и оптимизированы в этих областях, особенно в том, что касается прочности при статической нагрузке, коррозионной стойкости и сопротивления развитию трещины.

В этом случае способ в соответствии с настоящим изобретением может быть использован для местной оптимизации изменяющихся характеристик материала профилей, в частности штампованных профилей для летательного аппарата, которые целиком изготовлены из одного алюминиевого сплава. Альтернативно, способ также может быть использован для оптимизации профилей, изготовленных из двух или нескольких различных алюминиевых сплавов. Например, такие профили могут быть изготовлены при помощи способа совместного экструзионного прессования (прессования выдавливанием) с использованием заготовки, содержащей два различных алюминиевых сплава.

Первая камера устройства для термообработки профиля в соответствии с изобретением окружает первую область профиля, в то время как вторая камера окружает вторую область профиля, причем разные (отличающиеся друг от друга) температуры могут быть установлены в первой и второй камерах, что позволяет создавать и оптимизировать изменяющиеся характеристики материала в указанных областях.

Профиль в соответствии с изобретением имеет по меньшей мере две области, которые образованы за счет дифференциальной термообработки и имеют изменяющиеся характеристики материала, что позволяет использовать профиль в соответствии с настоящим изобретением для тех применений, в которых профиль должен одновременно удовлетворять различным требованиям, например, в том, что касается прочности при статической нагрузке, сопротивления развитию трещины и коррозионной стойкости. В этом случае профиль преимущественно по меньшей мере в отдельных областях имеет изменяющиеся, отдельно оптимизированные характеристики материала.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения профиль изготовлен из алюминиевого сплава, в частности из термообрабатываемого AlZnCu сплава. Даже в том случае, когда профиль, в частности штампованный профиль, используют для летательного аппарата, он состоит только из одного алюминиевого сплава, что позволяет создавать области с изменяющимися характеристиками материала, например, в том, что касается прочности при статической нагрузке, сопротивления развитию трещины и коррозионной стойкости. Одновременно профиль имеет оптимизированные по областям (местно) характеристики материала.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения профиль изготовлен по меньшей мере из двух различных алюминиевых сплавов, в частности термообрабатываемых алюминиевых сплавов. За счет дополнительного использования по меньшей мере двух алюминиевых сплавов с различными композициями для изготовления профиля внутри профиля с использованием дифференциальной термообработки могут быть созданы или оптимизированы области, которые еще больше отличаются друг от друга в том, что касается характеристик материала, например механической прочности, сопротивления развитию трещины или коррозионной стойкости.

Способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет проводить благоприятную обработку алюминиевых профилей из термообрабатываемых алюминиевых сплавов, причем такие профили используют, например, в качестве элементов каркаса для усиления секций фюзеляжа самолета. В первой области образованного за счет профиля элемента каркаса, ориентированной в направлении внешней обшивки секции фюзеляжа (внешний пояс), профиль подвергают подходящей термообработке при помощи способа в соответствии с настоящим изобретением, которая позволяет получить высокую прочность при статической нагрузке, желательную в этой области, за счет снижения сопротивления развитию трещины и/или коррозионной стойкости.

В отличие от этого способ в соответствии с настоящим изобретением может быть использован во второй области профиля, ориентированной в направлении внутренней части секции фюзеляжа (внутренний пояс), для проведения другой подходящей термообработки, которая позволяет получить высокую коррозионную стойкость и/или высокое сопротивление развитию трещины при условии одновременного снижения прочности при статической нагрузке. В результате характеристики алюминиевого профиля, желательные в области внутреннего пояса элемента каркаса, могут быть специфически установлены и оптимизированы по меньшей мере в пределах, предписанных для сплава.

Следовательно, способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет осуществлять простую и рентабельную подготовку алюминиевых профилей, которые будут иметь в различных областях изменяющиеся (отличающиеся друг от друга) характеристики материала, которые обычно по меньшей мере частично препятствуют друг другу. Способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет использовать, в частности, штампованные профили, изготовленные из алюминиевых сплавов, для применений с очень сильно меняющимися требованиями к материалу, причем эти профили целиком могут быть изготовлены только из одного сплава.

Другой пример предпочтительного использования способа в соответствии с настоящим изобретением касается, например, использования штампованных профилей из алюминиевых сплавов в самолете для крепления кресел или рядов кресел (для создания лонжеронов кресел). Нижние области таких алюминиевых профилей используют для образования пола пассажирского салона, поэтому они должны иметь высокую прочность при статической нагрузке, так как они являются неотъемлемой частью статики всей секции фюзеляжа и должны поглощать значительные усилия. В отличие от этого верхние стороны алюминиевых профилей, на которых установлены кресла или ряды кресел, среди прочего должны иметь, в частности, высокую коррозионную стойкость и высокое сопротивление развитию трещины. Способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет проводить обработку штампованного профиля, изготовленного из термообрабатываемого алюминиевого сплава, таким образом, что эти отличающиеся друг от друга требования к материалу в различных областях лонжерона кресла могут быть удовлетворены при помощи всего одного штампованного профиля. Это позволяет получить значительные снижение себестоимости и уменьшение веса.

Способ в соответствии с настоящим изобретением не ограничен использованием профилей, изготовленных только из алюминиевого сплава.

Альтернативно, например, штампованный профиль для лонжеронов кресел может быть изготовлен также с использованием двух различных алюминиевых сплавов в процессе экструзионного прессования. Это может быть осуществлено при помощи так называемого процесса совместного экструзионного прессования, например, в котором заготовку, содержащую два различных алюминиевых сплава, подвергают прессованию в штампе, геометрия полости которого ориентировочно соответствует геометрии поперечного сечения соответствующего профиля. Например, это позволяет использовать термообрабатываемый алюминиевый сплав, имеющий высокую коррозионную стойкость, в верхней области лонжерона кресла. Термообрабатываемый алюминиевый сплав, имеющий другую композицию и высокую прочность при статической нагрузке, может быть использован для нижней области. Способ дифференциальной термообработки в соответствии с настоящим изобретением позволяет затем дополнительно оптимизировать эти различные области сплавов в том, что касается желательных характеристик материала.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан профиль, изготовленный из термообрабатываемого алюминиевого сплава, который подвергают дифференциальной термообработке с использованием способа в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.2 показана базисная последовательность операций способа в соответствии с настоящим изобретением по отношению к примерному времени и последовательности изменения температуры.

На фиг.3 показан примерный вариант устройства для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.4 схематично показан процесс изготовления профиля, содержащего два различных алюминиевых сплава.

Подробное описание изобретения

На фиг.1 показан профиль, который подвергают дифференциальной термообработке с использованием способа в соответствии с настоящим изобретением. В частности, профиль 1 представляет собой штампованный профиль для летательного аппарата, изготовленный целиком из одного термообрабатываемого алюминиевого сплава. Алюминиевым сплавом может быть, например, сплав известной системы алюминий-цинк-медь. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения профиль 1 может быть изготовлен с использованием сплавов AlMgSiCu, AlCuMg или AlZnMgCu. Могут быть использованы и другие системы сплавов, в частности, которые можно подвергать термообработке. Кроме того, профиль 1 также может быть изготовлен за счет комбинации по меньшей мере в отдельных областях указанных выше систем сплавов.

Профиль 1 имеет первую область 2 и вторую область 3. Первая область 2 и вторая область 3 разделены граничной зоной 4, которая идет ориентировочно параллельно продольной оси 5 в примерном варианте показанного профиля 1. Граничная зона 4 ориентировочно находится посредине профиля 1. Граничная зона 4 представляет собой переходную зону, в которой отличающиеся друг от друга характеристики материала областей 2, 3, полученные за счет дифференциальной термообработки, по меньшей мере частично объединяются друг с другом. Четкое разделение между областями 2, 3 в том, что касается характеристик материала, технически и физически невозможно. Следует иметь в виду, что показанный вид первой области 2 и второй области 3 примерного варианта не является ограничительным, причем возможны различные желательные геометрические конфигурации областей 2, 3 и расположение граничной зоны 4. Кроме того, области 2, 3 не обязательно должны быть симметричными относительно продольной оси 5 профиля 1. Дополнительно профили с изменяющейся геометрией поперечного сечения любого желательного вида могут иметь области 2, 3 с отличающимися друг от друга характеристиками материала.

Например, показанный на фиг.1 профиль 1 может быть использован в качестве элемента каркаса конструкции летательного аппарата для упрочнения конструкции секции фюзеляжа. Профиль 1 имеет плечо (полку) 6, которое образует так называемый "внешний пояс" для крепления к секции фюзеляжа. Плечо 6 используют для создания неположительного соединения с усиленными продольными секциями фюзеляжа. На противоположной стороне профиля 1 имеется поверхность 7 прилегания, образующая так называемый "внутренний пояс". Среди прочего, поверхность 7 прилегания используют для крепления дополнительных компонентов к конструкции летательного аппарата внутри секции фюзеляжа.

Во второй области 3 профиля 1, примыкающей к зоне "внешнего пояса", желательно иметь повышенную прочность при статической нагрузке по сравнению с первой областью 2. Однако следует иметь в виду, что прочность при статической нагрузке может быть повышена только за счет ухудшения сопротивления развитию трещины и/или коррозионной стойкости, однако это является терпимым в зоне внешнего пояса (во второй области 3).

В отличие от этого желательно иметь высокое сопротивление развитию трещины и/или высокую коррозионную стойкость в зоне внутреннего пояса профиля 1, то есть в первой области 2. Однако эта предпочтительная комбинация характеристик материала может быть достигнута только за счет снижения прочности при статической нагрузке.

Для обеспечения указанной выше комбинации свойств материала профиля 1, который целиком изготовлен из одного термообрабатываемого алюминиевого сплава, первую область 2 и вторую область 3 подвергают различным (отличающимся друг от друга) видам термообработки. Это позволяет получить в первой области 2 профиля 1, в частности, высокую коррозионную стойкость и/или высокое сопротивление развитию трещины, а во второй области 3 высокую прочность при статической нагрузке.

В показанном примере использования профиля 1 в качестве элемента каркаса конструкции летательного аппарата профиль 1 в соответствии с настоящим изобретением имеет области с отличающимися друг от друга характеристиками материала, такими как прочность при статической нагрузке, сопротивление развитию трещины и/или коррозионная стойкость. Это позволяет значительно снизить вес и себестоимость, так как наличие профилей, имеющих области с отличающимися друг от друга характеристиками материала, больше не требует обязательного использования комбинации различных материалов, в частности термообрабатываемых алюминиевых сплавов. Аналогично, способ также может быть использован для изготовления профилей, изготовленных из нескольких алюминиевых сплавов. В этом случае различие механических параметров составного профиля, полученное за счет различных алюминиевых сплавов, может быть оптимизировано еще больше за счет дифференциальной термообработки в соответствии с настоящим изобретением.

В отличие от варианта с прямой конфигурацией, показанного на фиг.1, по меньшей мере некоторые секции профиля 1 могут иметь изогнутую или кривую геометрическую форму. Например, такая геометрическая форма требуется, если профиль 1 предназначен для использования в качестве элемента круглого каркаса. В отличие от этого профиль 1 с главным образом прямой конфигурацией требуется, например, при его использовании в качестве лонжерона кресла. Кроме того, профиль 1 преимущественно имеет открытую геометрию поперечного сечения, что означает, что профиль 1 не имеет замкнутую поверхность поперечного сечения.

На фиг.2 показан график изменения температуры во времени, который показывает последовательность осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, за счет различной или дифференциальной термообработки первой и второй областей 2, 3 профиля 1 в соответствии с примерным вариантом. Следует иметь в виду, что профиль 1 целиком состоит из одного термообрабатываемого алюминиевого сплава.

По координате y отложена температура нагрева соответствующих областей 2, 3 профиля, а по координате х отложено время. Показанная первая последовательность 8 изменения температуры во времени отображает изменение температуры в первой области 2 во время дифференциальной термообработки в соответствии с настоящим изобретением. Показанная пунктиром вторая последовательность 9 изменения температуры во времени отображает соответствующее изменение температуры во второй области 3. В примерном варианте, показанном на фиг.2, различные виды термообработки проводят одновременно, однако они также могут быть смещены во времени друг от друга. Следует иметь в виду, что приложение более высокой температуры в течение более длительного времени обычно повышает коррозионную стойкость и/или сопротивление развитию трещины в соответствующей области, причем это обычно сопровождается ухудшением прочности при статической нагрузке.

В ходе двух фаз 10, 11 предварительной обработки обе первая область 2 и вторая область 3 сначала подвергаются воздействию температуры 12 предварительной обработки. Фазы 10, 11 предварительной обработки имеют различную длительность. Фаза 11 предварительной обработки в примерном варианте, показанном на фиг.2, имеет большую длительность, чем фаза 10 предварительной обработки. Последовательности 8, 9 изменения температуры в областях фаз 10, 11 предварительной обработки, показанные на фиг.2, только слегка условно сдвинуты друг от друга по оси температуры, для облегчения понимания. Таким образом, температура 12 предварительной обработки ориентировочно является одинаковой для областей 2, 3.

Фазы 10, 11 предварительной обработки используют, в частности, для максимального повышения прочности всего профиля 1 в заданных пределах для сплава вне зависимости от областей 2, 3. Однако следует иметь в виду, что в отличие от примерного варианта, показанного на фиг.2, могут быть выбраны отличающиеся друг от друга температуры 12 предварительной обработки для первой и второй областей 2, 3, при одинаковой или разной длительности фаз 10, 11 предварительной обработки. Например, этот подход является предпочтительным, когда профиль содержит два алюминиевых сплава с различной композицией. В соответствии с особенно предпочтительным вариантом в профилях, которые целиком образованы из только одного алюминиевого сплава, первую и вторую области 2, 3 подвергают воздействию температуры 12 предварительной обработки, составляющей ориентировочно 120°С, или 393 K, во время фаз 10, 11 предварительной обработки или так называемой предварительной выдержки. Профили, которые содержат по меньшей мере два различных алюминиевых сплава, могут потребовать других температур обработки в зависимости от использованной системы сплава и при некоторых условиях даже с изменением областей.

В той фазе, в которой проводят действительную дифференциальную термообработку первой и второй областей 2, 3, каждую из областей 2, 3 подвергают воздействию отличающихся друг от друга последовательностей 8, 9 изменения температуры. В течение периода 13 первого воздействия первую область подвергают воздействию первой температуры 14. Вторую область 3 соответственно подвергают воздействию второй температуры 16 в течение длительности 15 второго воздействия. В соответствии с настоящим изобретением первая температура 14 здесь выше, чем вторая температура 16, а длительность 13 первого воздействия больше, чем длительность 15 второго воздействия.

В соответствии с особенно предпочтительным вариантом способа в соответствии с настоящим изобретением длительность периода 13 первого воздействия составляет ориентировочно от 8 до 12 часов, а длительность периода 15 второго воздействия составляет ориентировочно от 5 до 8 часов. В этом случае первая температура 14 составляет ориентировочно 170°С, или 443 K, в то время как вторая температура 16 составляет ориентировочно 150°С, или 423 K.

Эта дифференциальная термообработка позволяет получить повышенную коррозионную стойкость и/или повышенное сопротивление развитию трещины, в частности, в первой области 2 профиля 1. В отличие от этого эта термообработка позволяет получить повышенную прочность при статической нагрузке, в частности, во второй области 3 профиля 1. Последовательности 8, 9 изменения температуры во времени (хронологические последовательности) могут отличаться от трапециевидного изменения, показанного на фиг.2, и могут идти почти по любой желательной кривой постоянных значений при условии наличия достаточной разности температур.

Следовательно, способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет создавать соответствующим образом отличающиеся друг от друга характеристики материала в первой и второй областях 2, 3 профиля 1, даже если профиль 1 целиком состоит только из одного алюминиевого сплава. В частности, эти характеристики материала связаны с прочностью при статической нагрузке, с сопротивлением развитию трещины и/или с коррозионной стойкостью.

Альтернативно, способ в соответствии с настоящим изобретением также может быть использован для дифференциальной термообработки профилей, содержащих два или несколько различных алюминиевых сплавов. В этом случае области, содержащие один и тот же алюминиевый сплав, преимущественно подвергают одной и той же термообработке и одной и той же последовательности изменения температуры. Однако, альтернативно, те области профиля, которые содержат один и тот же алюминиевый сплав, также могут быть подвергнуты дифференциальной термообработке. Диапазоны температур и длительности воздействия, указанные здесь выше, могут быть изменены в функции различных использованных систем сплава.

Использование алюминиевых сплавов с изменяющейся композицией для создания профиля 1 позволяет еще более дифференцировать характеристики материала в различных областях профиля, в частности в том, что касается прочности при статической нагрузке, сопротивления развитию трещины и скорости коррозии.

Наконец, на фиг.3 показан примерный вариант устройства для осуществления в соответствии с настоящим изобретением способа термообработки профиля 1, имеющего первую область 2 и вторую область 3. Первая область 2 окружена первой камерой 17, закрытой со всех сторон, а вторая область 3 окружена второй камерой 18, закрытой со всех сторон, так что каждая из первой и второй областей 2, 3 может быть подвергнута не похожей на другую термообработке, то есть дифференциальной термообработке. Например, камеры 17, 18 могут быть выполнены в виде вытянутых, имеющих продольные пазы конструкций в виде рукавов, в частности в виде термостойких рукавов 19, 20. После введения профиля в соответствующий продольный паз рукава 19, 20 герметично закрывают вокруг соответствующих областей 2, 3 профиля 1 за счет перемещения вдоль продольной оси 5 и/или в направлении поперечной оси 21. Продольные кромки 23 рукавов 19, 20 ориентировочно прилегают друг к другу или к профилю 1 в граничной зоне 22, за счет чего создается почти полное уплотнение между камерами 17, 18.

Первая температура 24 может быть создана и может поддерживаться внутри первой камеры 17, а вторая температура 25 может быть создана и может поддерживаться внутри второй камеры 18. Установленные температуры 24, 25 преимущественно отличаются друг от друга. Любыми процессами теплового выравнивания между первой областью 2 и второй областью 3 за счет утечки в граничной зоне 22 и/или за счет любых процессов теплопроводности между областями 2, 3 профиля 1 обычно можно пренебречь, принимая во внимание преобладающую разность температур.

Первую жидкую и/или газообразную среду, например горячий воздух, используют для нагревания камер 17, 18 так точно, насколько это возможно. Горячий воздух может быть получен при помощи подходящего устройства (не показано), например при помощи пневмобаллонов для горячего воздуха сильфонного типа с электрическим нагревом. Камеры 17, 18 также содержат датчики температуры (не показаны), причем регуляторы (не показаны) с замкнутым и/или разомкнутым контуром могут быть использованы для поддержания температур 24, 25 в камерах 17, 18 на уровне, заданном последовательностями 8, 9 изменения температур. Регуляторы с замкнутым и/или разомкнутым контуром могут быть выполнены, например, с использованием известной компьютерной техники (с использованием микропроцессоров. - Прим. переводчика).

Средство уплотнения (на фиг.3 не показано) также может быть предусмотрено на продольных кромках 23 рукавов 19, 20, чтобы дополнительно улучшить изоляцию между первой камерой 17 и второй камерой 18, а также между камерами и профилем 1. Средство уплотнения может быть выполнено, например, в виде кромок уплотнения, которые введены за счет уплощенных зон рукавов 19, 20 поблизости от продольных кромок 23. Альтернативно, отдельное средство уплотнения может быть введено в зону продольных кромок 23.

Для того чтобы провести обработку профиля 1 или чтобы осуществить способ обработки профиля 1 в соответствии с настоящим изобретением, предписанные хронологические последовательности 8, 9 изменения температуры профиля 1 поддерживают внутри устройства всего в течение 12 часов плюс длительность фаз 10, 11 предварительной обработки.

В альтернативном варианте устройства рукава 19, 20 могут быть взаимосвязаны вдоль продольных кромок 23 ниже или выше профиля 1. В этом варианте рукава 19, 20 могут быть отсоединены и вновь присоединены в зоне внешних продольных кромок, что гарантирует их соединение с профилем 1.

На фиг.4 показан примерный вариант профиля 26, который содержит первую и вторую области 27, 28 сплава, причем каждая из областей 27, 28 сплава образована из соответствующего термообрабатываемого алюминиевого сплава, причем эти сплавы отличаются друг от друга по композиции (по составу). Области 27, 28 сплава прилегают друг к другу в граничной зоне 29. Оба сплава по меньшей мере частично перемешиваются в граничной зоне 29, так что характеристики материала в этой зоне также по меньшей мере частично перемешиваются (объединяются). Граничная зона 29 идет ориентировочно параллельно продольной оси 30.

Например, в показанном примерном варианте профиль 26 может быть изготовлен за счет обжима цилиндрической заготовки 31, проходящей в направлении стрелок 32, 33 через штамп 34, в котором к ней прикладывают высокое давление. Геометрия полости штампа 34 ориентировочно соответствует геометрии поперечного сечения профиля 26, получаемого за счет прессования. Заготовка 31 содержит два полуцилиндра 35, 36, лежащие друг на друге. Высокое давление, развиваемое внутри штампа 34, создает жесткое соединение между областями 27, 28 сплавов в граничной зоне 29 образуемого профиля 26. Каждый из указанных полуцилиндров 34, 35 образован из соответствующего алюминиевого сплава, причем эти сплавы отличаются друг от друга по композиции, так что каждая из областей 27, 28 сплавов имеет соответственно отличающиеся друг от друга характеристики материала. Указанные характеристики материала относятся, в частности, к механической прочности, сопротивлению развитию трещины, коррозионной стойкости и способности к термическому соединению (thermal joinability) профиля 26. Материалы, которые используют для создания полуцилиндров 35, 36, включают в себя, в частности, термообрабатываемые алюминиевые сплавы, такие как AlMgSiCu, AlCuMg и AlZnMgCu.

Альтернативно, профиль 26 может быть также образован за счет соединения уже штампованных частичных профилей, образованных соответственно из алюминиевых сплавов, которые отличаются друг от друга по композиции, с использованием известных процессов соединения, например с использованием обычной сварки, сварки трением и т.п.

Профиль 26 затем подвергают дифференциальной термообработке по описанному здесь выше способу или термообработке в описанном здесь выше устройстве. Области, которые соответственно образованы из одного и того же алюминиевого сплава, преимущественно подвергают одинаковой термообработке. В примерном варианте, показанном на фиг.4, это означает, что области 27, 28 сплава одновременно образуют первую и вторую области 37, 38, соответствующие этим областям 2, 3, которые, как уже было указано здесь выше, были подвергнуты дифференциальной термообработке на основании последовательностей 8, 9 изменения температуры и с использованием способа в соответствии с настоящим изобретением (см., в частности, фиг.1 и 2).

Однако, альтернативно, области, которые соответственно образованы из одного и того же алюминиевого сплава, могут быть подвергнуты различной или дифференциальной термообработке. В этом случае области 27, 37 или 28, 38 не полностью совпадают.

Каждая из комбинаций с использованием способа в соответствии с настоящим изобретением, примененная для изготовления профилей 1, 26, которые содержат по меньшей мере два алюминиевых сплава с различной композицией, позволяет получить характеристики материала, которые отличаются друг от друга локально в еще большей степени, чем это может быть получено при использовании профилей, которые образованы только из одного алюминиевого сплава. Наконец, следует иметь в виду, что несколько различных алюминиевых сплавов могут быть использованы для изготовления профиля 26.

1. Способ термообработки штампованного профиля для летательного аппарата, имеющего две области, первая из которых выполнена из сплава AlCuMg, а вторая из сплава AlZnMg, причем первая и вторая области прилегают друг к другу, по существу, параллельно продольной оси профиля, отличающийся тем, что две области профиля подвергают различной термообработке, при этом первую область профиля подвергают воздействию первой температуры, чтобы оказать влияние на коррозионную стойкость и/или на сопротивление развитию трещины профиля, а вторую область подвергают воздействию второй температуры, чтобы усилить механическую прочность профиля при статической нагрузке.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первую область подвергают термообработке с первой последовательностью изменения температуры, а вторую область подвергают термообработке со второй последовательностью изменения температуры.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что первая температура превышает вторую температуру.

4. Устройство для термообработки штампованного профиля для летательного аппарата, имеющего две области, первая из которых выполнена из сплава AlCuMg, а вторая из сплава AlZnMg, содержащее две камеры, из которых первая камера окружает первую область профиля, а вторая камера окружает вторую область профиля, причем в первой и второй камерах могут быть установлены разные температуры, при этом первая и вторая камеры выполнены нагреваемыми при помощи воздуха и образованы при помощи продольно разрезанных рукавов, которые закреплены на профиле вдоль его продольной оси и/или параллельно поперечной оси профиля, чтобы создать автономные первую и вторую камеры.

5. Штампованный профиль для летательного аппарата, имеющий первую область, которая изготовлена из сплава AlCuMg, и вторую область, которая изготовлена из сплава AlZnMg, при этом первая и вторая области прилегают друг к другу, по существу, параллельно продольной оси штампованного профиля и подвергнуты отличающимся друг от друга видам термообработки для усиления свойств материалов соответствующих областей таким образом, что коррозионная стойкость и сопротивление развитию трещины первой области, а также механическая прочность при статической нагрузке второй области повышаются.

6. Профиль по п.5, отличающийся тем, что он является прямым или изогнутым.

7. Профиль по п.5 или 6, отличающийся тем, что он имеет незамкнутое поперечное сечение.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к способу изготовления сварных листовых изделий из титановых сплавов и может быть использовано в машиностроении, в частности в авиастроении при производстве самолетных конструкций из титановых сплавов.
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении промежуточных заготовок из ( + )-титановых сплавов. .

Изобретение относится к способу получения композиционных материалов и может быть использовано для получения изделий, содержащих интерметаллидные соединения металлов, образующих исходную заготовку.

Изобретение относится к области изготовления тонкостенных деталей из алюминиевых деформируемых сплавов, которые могут быть использованы в качестве элементов конструкции в авиационной промышленности, машиностроении и приборостроении.

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению изделий из высокожаропрочных деформируемых никелевых сплавов, работающих при температурах выше 600°С, преимущественно для раскатных дисков газотурбинных двигателей ГТД и газотурбинных установок ГТУ.

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению сложноконтурных дисков из жаропрочных деформируемых никелевых сплавов, работающих при температурах выше 600°С, в частности дисков ГТД.
Изобретение относится к деформированному продукту из высокопрочного, высоковязкого Al-Zn сплава и к способу изготовления такого продукта. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к формованию вытяжкой металлической заготовки. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу получения изделий из -титанового сплава, содержащего 15% молибдена. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к технологиям получения полуфабрикатов и изделий с ультрамелкозернистой структурой методами интенсивной пластической деформации (ИПД).
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к восстановлению упругих свойств пружин. .

Изобретение относится к инструменту для удаления внутреннего грата и способу его термической обработки. .

Изобретение относится к плазменной химико-термической обработке поверхности изделий и может быть использовано в машиностроении. .
Изобретение относится к области термомеханической обработки. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению листа текстурированной электротехнической стали, имеющей не содержащую хрома изоляционную пленку.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению высокопрочной горячегнутой стальной трубы. .
Изобретение относится к области металлургии и машиностроения и может быть использовано, в частности, для изготовления матриц штампов. .

Изобретение относится к производству горячеоцинкованного стального листа, обладающего улучшенной обрабатываемостью, выкрашиваемостью и скользкостью. .
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к восстановлению упругих свойств пружин. .
Наверх