Способ термической обработки высокоточных деталей из сплава ак4-1ч для стабилизации их размеров

Авторы патента:

C22F1/057 - сплавов с медью в качестве следующего основного компонента

Владельцы патента RU 2434971:

Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ") (RU)

Изобретение относится к области термической обработки и может быть применено при термической стабилизации размеров высокоточных деталей из сплава АК4-1 ч. Способ включает закалку, искусственное старение, которое проводят в два этапа при температуре 190°С в течение 6 часов каждый, при этом после первого этапа старения осуществляют механическую обработку. Сокращается длительность технологического процесса. 1 табл.

Предлагаемый способ относится к области термической обработки и может быть применен при термической стабилизации размеров высокоточных деталей (рам, кронштейнов, корпусов и т.п.) во время их изготовления из плит сплава АК4-1 ч.

Известен способ термической стабилизации деталей из алюминиевых сплавов АК4-1 ч по ОСТ 1 80276-86-Термическая стабилизация размеров металлических деталей прецизионных приборов. Типовой технологический процесс табл.19 [1], взятый в качестве аналога. Недостатками аналога является то, что:

1) Этот типовой технологический процесс предусматривает 4 операции термической стабилизации, т.е. способ-аналог имеет длительный технологический процесс стабилизации размеров деталей.

2) В режимах стабилизации не применяется более высокая температура нагрева (190°С) для снижения напряжений после механической обработки.

Существует способ термической стабилизации размеров высокоточных деталей из сплава Д16 по патенту №2354741 [2] (заявка №2007122893 с приоритетом от 18 июня 2007 г.), взятый в качестве аналога. В этом способе искусственное старение выполняют в два этапа по 5,5 часов каждый. Для сплава АК4-1 ч этого времени недостаточно, т.к. он легирован никелем и требует более длительного искусственного старения - 12 часов.

Наиболее близким аналогом предложенного изобретения является способ термической обработки высокоточных деталей из сплава АК4-1 ч для стабилизации их размеров, включающий закалку и старение (RU 2323999 С1, МПК C22F 1/057, 10.05.2008, формула).

Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого способа, состоит в сокращении длительности технологического процесса.

Технический результат, достигается тем, что способ термической обработки высокоточных деталей из сплава АК4-1 ч для стабилизации их размеров включает закалку и старение, причем искусственное старение проводят в два этапа при температуре 190°С в течение 6 часов каждый, при этом после первого этапа старения осуществляют механическую обработку.

Отличительный признак предлагаемого способа: проведение механической обработки после первого этапа искусственного старения, проводимого при 190°С в течение 6 часов и совмещение второго этапа искусственного старения со стабилизирующим отпуском, проводимого при 190°С в течение 6 часов, вместо операции 5 табл.19 [1], которая длится 8-10 часов при 160-180°С.

Перечисленные особенности являются новым существенным отличием предлагаемого способа от известных, что и обеспечивает технический результат за счет совмещения второго этапа искусственного старения со стабилизирующим отпуском.

Пример практического применения.

Подвергали закалке и стабилизирующей обработке образцы из сплавов АК4-1 ч по различным режимам. Результаты исследования указаны в таблице. Искусственное старение сплавов АК4-1 ч разделяли на 2 временных этапа согласно [3] «Термическая обработка полуфабрикатов и деталей из алюминиевых и алюминиевых деформируемых сплавов п.5.2.7 ПИ 1.2.255-83. Типовой технологический процесс».

Свойства образцов из сплава АК4-1 ч, термообработанных по различным режимам
№№ п/п	Режим старения при 190°С	Свойства и изменение размеров образцов,	Свойства и изменение размеров образцов после 140°С в течение 8 часов (стабилизирующее старение)	Примечание
σ_в, кгс/мм²	δ, %	σ_в, кгс/мм²	δ, %	Изменение размеров, ± мм
1	Непрерывное 12 часов по ОСТ 1.80278-86	42	8	42	8	0	Аналог
2	Прерывистое 6 часов +6 часов						Предлагаемый режим
2	Прерывистое 6 часов +6 часов	42	11	42	11	0	Предлагаемый режим
42	10	42	10	0
3	Прерывистое 4 часа +8 часов						Режим, выходящий за пределы предлагаемого способа
3	Прерывистое 4 часа +8 часов	38	12	38	12	+0,015	Режим, выходящий за пределы предлагаемого способа
42	10	42	10	0
4	Способ по патенту №2354741 5,5 часов 4-5,5 часов	41	12	42	12	+0,005	Прототип
Примечания к таблице:
1. Закалку образцов из плиты ≠60 мм производили по режиму 530±5°С, выдержка 1 час, охлаждение в воде 25°С. Режим согласно инструкции ВИАМ ПИ 1.2.255-83
2. При термической обработке использовали образцы тип III ГОСТ 1497-84. Торцы образцов доводили до шероховатости 0,16
3. Результаты измерения размеров (длины) образцов являются среднеарифметическим значением измерения 3-х образцов
4. Измерения длины (55 мм) образцов выполняли с точностью ±0,001 мм
5. Образцы по 3 шт от каждого режима вырезали из плиты согласно ГОСТ 17232-99

Из результатов таблицы следует, что предлагаемый режим не отличается от режимов аналога и прототипа по механическим свойствам и изменению размеров, но сокращает продолжительность технологического процесса изготовления деталей высокоточных приборов более чем на 8 часов за счет исключения операции 5 (см. лист 1).

Результаты таблицы подтверждают, что после применения предлагаемого способа термической стабилизации размеров высокоточных деталей закаленного сплава АК4-1 ч не обнаружено изменение размеров (таблица) после стабилизирующего старения при 140°С в течение 8 часов.

Использование предлагаемого способа позволяет:

Сократить режим термической стабилизации высокоточных деталей из сплава АК4-1 ч более чем на 8 часов за счет сокращения стабилизирующего отпуска (см. ссылку лист 1).

Источники информации

1. ОСТ 180278-86. Термическая стабилизация размеров деталей прецизионных приборов. Типовой технологический процесс. -1 л.

2. Патент №2354741, заявка №2007122893/02 от 18.06.2007 г.

3. Термическая обработка полуфабрикатов и деталей из алюминиевых и алюминиевых деформируемых сплавов ПИ 1.2.255-83. Типовой технологический процесс.

Способ термической обработки высокоточных деталей из сплава АК4-1ч для стабилизации их размеров, включающий закалку и искусственное старение, отличающийся тем, что искусственное старение проводят в два этапа при температуре 190°С в течение 6 ч каждый, при этом после первого этапа старения осуществляют механическую обработку.

Изобретение относится к изделию из алюминиевого сплава серии 2ххх, который может быть использован в аэрокосмической промышленности. .

Сплав al-cu-mg, подходящий для авиационно-космического применения // 2418876

Изобретение относится к деформируемому сплаву на основе алюминия, а именно к продукту из него, и способу изготовления этого продукта. .

Лист из высоковязкого алюминиево-медно-литиевого сплава для фюзеляжа летательного аппарата // 2418088

Изобретение относится к прокатным, экструдированным или кованым изделиям из алюминиевых сплавов, а именно к листам, панелям фюзеляжа летательного аппарата, а также к конструктивным элементам, предназначенным для авиастроения, и может быть использовано в авиационно-космической промышленности.

Алюминиево-медно-литиевый лист с высокой вязкостью разрушения для фюзеляжа самолета // 2415960

Изобретение относится к изделиям из сплавов на основе алюминия, а именно к изделиям, используемым в авиационно-космической промышленности и пригодным для применения в конструкциях фюзеляжа.

Сплавы серии 2000 с улучшенными характеристиками стойкости к повреждениям для авиационно-космического применения // 2379366

Изобретение относится к алюминиевому сплаву с улучшенной стойкостью к повреждениям, состоящему по существу из следующих компонентов, мас.%: медь 3,0-4,0; магний 0,4-1,1; серебро вплоть до 0,8; цинк вплоть до 1,0 мас.%; цирконий вплоть до 0,25 мас.%; марганец вплоть до 0,9; железо вплоть до 0,5; и кремний вплоть до 0,5; остальное - по существу алюминий, случайные примеси и элементы, причем упомянутые медь и магний присутствуют в отношении 3,6-4,5 частей меди на 1 часть магния.

Способ производства заклепочной проволоки из сплавов системы al-cu-mg (варианты) // 2354742

Способ термической стабилизации размеров высокоточных деталей из сплава д16, упрочняемых термической обработкой // 2354741

Изобретение относится к области металлургии и термической обработки. .

Изделие из алюминиевого сплава с высокой стойкостью к повреждениям, в частности, для применений в авиационно-космической промышленности // 2353700

Изобретение относится к алюминиевым сплавам, в частности алюминиевым сплавам типа Al-Cu-Mg, изделиям, выполненным из них, и способу выполнения таких изделий. .

Способ термической обработки заготовок из алюминиевого сплава д16 // 2324000

Изобретение относится к области термической обработки и может быть применено при закалке заготовок из сплава Д16 для последующего изготовления из них высокоточных деталей.

Способ термической обработки алюминиевого сплава ак4-1 (ак4-1ч) // 2323999

Изобретение относится к области термической обработки и может быть применено при закалке заготовок из сплава АК4-1 или АК4-1ч для последующего изготовления из него высокоточных деталей.

Способ производства продуктов из алюминиевых сплавов серии аа2000 // 2443798

Термостойкий сплав на основе алюминия и способ получения из него деформированных полуфабрикатов // 2446222

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым материалам на основе алюминия, и может быть использовано при получении изделий, работающих при повышенных температурах до 350°С

Способ термической стабилизации размеров деталей прецизионных приборов из закаленного алюминиевого сплава д20 // 2461643

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при термической стабилизации размеров высокоточных деталей

Изделие из алюминиевого сплава с высокой стойкостью к повреждениям, в частности, для применений в авиационно-космической промышленности // 2477331

Изобретение относится к способу изготовления изделия и изделию, полученному указанным способом, из деформируемого алюминиевого сплава серии АА2000, обладающего повышенными прочностью и вязкостью разрушения и пониженной скоростью роста усталостных трещин и имеющего состав в мас.%: Cu от 4,4 до 5,5, Mg от 0,3 до 1,0, Fe<0,20%, Si<0,20, Zn от 0,10 до 0,40 и Mn от 0,15 до 0,35 в качестве элемента-дисперсоидообразователя в сочетании с Ag от 0,2 до 0,8 и, необязательно, одним или более из элементов-дисперсоидообразователей, выбранных из группы, состоящей из: Zr<0,5, Sc<0,7, Cr<0,4, Hf<0,3, Ti<0,4, V<0,4, остальное - алюминий и другие примеси или случайные элементы, при этом содержание Mg и Cu соответствует соотношению -1,1[Mg]+5,38 [Cu] 5,5

Способ закалки листовых заготовок из алюминиевого сплава д16 // 2487961

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в точном приборостроении и машиностроении, в частности при термической обработке листовых заготовок из алюминиевого сплава Д16 перед дальнейшим изготовлением из них деталей высокоточных приборов, например рам, корпусов, крышек, стенок, плат и др

Рекристаллизованные алюминиевые сплавы с текстурой латуни и способы их получения // 2492260

Изобретение относится к продуктам из алюминиевых сплавов и способам их изготовления

Улучшенные алюминиево-медно-литиевые сплавы // 2497967

Изобретение относится к алюминиево-медно-литиевым сплавам, имеющим улучшенное сочетание свойств, и продуктам из них, таким как стрингер и лонжерон самолета. Продукт из деформируемого алюминиевого сплава состоит из: 3,6-4,0 вес.% Cu, 1,1-1,2 вес.% Li, 0,4-0,55 вес.% Ag, 0,25-0,45 вес.% Mg, 0,4-0,6 вес.% Zn, 0,2-0,4 вес.% Mn и 0,05-0,15 вес.% Zr, остальное составляют алюминий и второстепенные элементы и примеси. Обеспечивается улучшенное сочетание прочности и вязкости алюминиевого сплава. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил., 8 табл., 2 пр.

Усовершенствованные алюминиево-медные сплавы, содержащие ванадий // 2524288

Изобретение относится к области металлургии, а именно к алюминиево-медным сплавам, содержащим ванадий. Заявлен алюминиевый сплав, состоящий из, вес.%: Cu 3,3-4,1, Mg 0,7-1,3, V 0,01-0,16, Mn 0,01-0,7, 0,01-0,25 по меньшей мере одного регулирующего зеренную структуру элемента, выбранного из группы, состоящей из Zr, Sc, Cr и Hf, Zn вплоть до 1,0, Ag вплоть до 0,6, Fe вплоть до 0,25 и Si вплоть до 0,25, алюминий, другие элементы и примеси - остальное. Сплавы характеризуются повышенными характеристиками прочности, вязкости, сопротивления коррозии и росту усталостной трещины. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 11 ил., 11 табл., 4 пр.

Термостойкий сплав на основе алюминия и способ получения из него деформированных полуфабрикатов // 2534170

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым сплавам на основе алюминия, и может быть использовано при получении изделий, работающих в диапазоне температур до 350°С. Сплав содержит, мас.%: 0,6-1,5 Cu; 1,2-1,8 Mn; 0,2-0,6 Zr; 0,05-0,25 Si; 0,1-0,4 Fe; 0,01-0,3 Cr; Al остальное, при этом сплав содержит цирконий в своей структуре в виде наночастиц фазы Al3Zr с размером не более 20 нм, а марганец преимущественно образует вторичные выделения фазы Al20Cu2Mn3 с размером не более 500 нм в количестве не менее 2 об.%. Способ получения деформированного полуфабриката из упомянутого сплава включает приготовление расплава и получение литой заготовки путем кристаллизации расплава при температуре, не менее чем на 50°С превышающей температуру ликвидуса, деформирование литой заготовки в два этапа с промежуточным отжигом при 340-450°С при температуре, не превышающей 350°С, с получением промежуточного деформированного полуфабриката, отжиг полученного полуфабриката при температуре 340-450°С и его деформирование при комнатной температуре до получения готового деформированного полуфабриката и отжиг готового деформированного полуфабриката при температуре 300-400°С. Технический результат заключается в повышении прочности, термостойкости и электропроводности сплава на основе алюминия, а также деформированных полуфабрикатов в виде листов, прутков, проволоки, штамповок, труб, выполненных из него. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 пр., 8 табл., 3 ил.

Способ термомеханической обработки для повышения технологической пластичности объемных полуфабрикатов из al-cu-mg-ag сплавов // 2534909

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу термомеханической обработки полуфабрикатов из Al-Cu-Mg-Ag сплавов для дальнейшей формовки из них объемных деталей сложной формы, применяемых в авиакосмической технике и транспортном машиностроении. Термомеханическая обработка полуфабрикатов включает деформацию гомогенизированных и механически обработанных слитков сплава методом равноканального углового прессования при 380-450°C в 1-2 прохода прессования до истинной степени деформации (ε) ~1-2, закалку в воду после выдержки при 500-530°C в течение 1-5 часов, гетерогенизационный отжиг при 400-450°C в течение 3 часов, последующее контролируемое охлаждение со скоростью не более 50°C/ч до температуры 280-380°C и последующее охлаждение внутри выключенной печи до 25-100°C, продолжительностью не более 12 часов. Техническим результатом изобретения является повышение технологической пластичности полуфабрикатов из алюминиевых сплавов системы Al-Cu-Mg-Ag, позволяющей проводить формовку объемных заготовок из данных сплавов. 4 з.п. ф-лы, 2 пр., 1 табл.