Способ закалки листовых заготовок из алюминиевого сплава д16


 


Владельцы патента RU 2487961:

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

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. Способ включает охлаждение листовых заготовок с температуры закалки до 430°С со скоростью 130-150°С/час, выдержку при этой температуре в течение 3 мин, охлаждение в воде с температурой 90-100°С, окончательное охлаждение до температуры 25°С и последующее старение, при этом окончательное охлаждение проводят между стальными плитами толщиной до 5 мм с габаритными размерами на 5-10 мм больше аналогичных размеров листовой заготовки. Техническим результатом изобретения является значительное уменьшение деформации листовых заготовок из алюминиевого сплава Д16. 1 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при закалке листовых заготовок сплава Д16 для дальнейшего изготовления из них деталей высокоточных приборов (рам, корпусов, крышек, стенок, плат и др.)

Известен способ закалки заготовок из сплава Д16, который заключается в нагреве заготовок до 492-500°С, выдержке и охлаждении в воде с температурой 10-40°C. «Термическая обработка полуфабрикатов и деталей из алюминия и алюминиевых деформированных сплавов», производственная инструкция ПИ 1.2.255-83 [1]. Способ взят в качестве аналога. При закалке по способу-аналогу происходит недопустимая деформация, коробление листовых заготовок из сплава Д16 толщиной до 5 мм. Деформацию, коробление требуется устранять с помощью механической правки, что повышает трудоемкость технологического процесса и увеличивает его продолжительность.

Известен способ термической обработки заготовок из алюминиевого сплава Д16 Патент РФ 2324000 «Способ термической обработки деталей из сплава Д16» [2]. Способ взят в качестве прототипа.

По способу-прототипу заготовки нагревают до температуры закалки, охлаждают сначала с печью до 430°C со скоростью 130-150°C в час, выдерживают 3 минуты, охлаждают в воде с температурой 80-100°C, а затем в воде с температурой 20°C и старят. При закалке по способу-прототипу, возникает существенная разность температур (более 330°C), что приводит к значительной деформации листовых заготовок толщиной до 5 мм. Это увеличивает трудоемкость при изготовлении деталей высокоточных приборов.

Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого изобретения, состоит в уменьшении деформации в несколько раз по сравнению со способами - аналогом и прототипом у листовых заготовок сплава Д16.

Технический результат достигается тем, что в способе закалки листовых заготовок из алюминиевого сплава Д16, включающем охлаждение с температуры закалки до 430°C со скоростью 130-150°C в час, выдержку в течение 3 минут и охлаждение в воде при 90-100°C, окончательное охлаждение до температуры ниже 25°C и старение, окончательное охлаждение заготовок производят между стальными плитами толщиной до 5 мм с габаритными размерами, на 5-10 мм большими аналогичных размеров листовых заготовок.

Перечисленные особенности являются новым существенным отличием предлагаемого способа от известных способов, что и обеспечивает технический результат. Технический результат обеспечивается методом охлаждения листовых заготовок сплава Д16 между стальных плит с температуры 90-100°C до температуры ниже 25°C.

Пример практического применения. Образцы из алюминиевого сплава Д16 подвергали закалке по различным режимам.

Образцы изготавливали из листа толщиной 2 мм.

Таблица
Размеры и свойств образцов сплава Д16 после различных режимов закалки.
№ режима Режим закалки. Прогиб образца ±мм Свойства образцов Примечания
σв (кгс/мм2) δ (%)
1 2 3 4 5 6
1 Нагрев образцов до 492-500°C, выдержка 30 минут, охлаждение в воде с температурой 10-40°C, выдержка 2 минуты, охлаждение на воздухе. +2-2,5 41-43 10-12 Способ-аналог
2 Нагрев образцов до 492-500°C, выдержка 30 минут, охлаждение с температуры закалки до 430°C, со скоростью 130-150°C в час, выдержка 3 минуты, охлаждение в воде с температурой 80-100°C, выдержка 2 минуты, охлаждение в воде при 20°C. +0,4-0,7 40-42 12-14 Способ-прототип
3 Нагрев образцов до 492-500°C, выдержка 30 минут, охлаждение с температуры закалки до 430°C со скоростью 130-150°C в час, выдержка 3 минуты, охлаждение в воде при 90-100°C, выдержка 2 минуты затем охлаждение до температуры ниже 25° между стальными плитами толщиной 5 мм. +0,02-0,04 41-43 10-12 Предлагаемый способ
4 Нагрев образцов до 492-500°C, выдержка 30 минут, охлаждение с температуры закалки до 430°C со скоростью 130-150°C в час, выдержка 3 минуты, охлаждение в воде 70°C, выдержка 2 минуты, охлаждение до температуры ниже 25°C между стальными плитами толщиной 4 мм. +0,04-0,07 41-43 10-12 Способ, выходящий за пределы предлагаемого
Примечания к таблице.
1. При термической обработке использовали образцы типа I ГОСТ 1497-84 по три штуки на каждый режим закалки.
2. Деформацию (прогиб) измеряли в середине длины образцов щупами. Точность измерения составляла ±0,01 мм.
3. Образцы для каждого режима вырезали из листа сплава Д16 согласно ГОСТ1497-84.Направление проката образцов устанавливали перпендикулярно их длине. Перед закалкой прогиб образцов был 0.05-0,08 мм.
4. Значения прочности (σв) и пластичности (δ, %) в таблице приведены после старения по режиму 190±5°C в течение 11 часов.
5. Металлические плиты применяли из стали 45 с шероховатостью поверхности 0.63 1.25 .

Результаты таблицы показывают, что предлагаемый режим обеспечивает уменьшение деформации образцов более чем в десять раз по сравнению со способами - аналогом и прототипом при практически одинаковой прочности и пластичности после старения при 190±5°C в течение 11 часов.

Использование предлагаемого способа позволяет:

1. Существенно уменьшить деформацию после закалки листовых заготовок из сплав Д16.

2. Уменьшить трудоемкость технологического процесса изготовления деталей за счет исключения операции механической правки.

Источники информации

1. «Термическая обработка полуфабрикатов и деталей из алюминия и алюминиевых деформируемых сплавов», ПИ 1.2.255.-83, п.422.

2. Патент РФ 2324000 «Способ термической обработки деталей из сплава Д16». 3аявка №200613686/02 (039945) с приоритетом от 16.10.2006 г.

Способ термообработки листовых заготовок из алюминиевого сплава Д16, включающий охлаждение с температуры закалки до 430°С со скоростью 130-150°С в час, выдержку в течение 3 мин, охлаждение в воде при 90-100°С, окончательное охлаждение до температуры ниже 25°С и старение, отличающийся тем, что окончательное охлаждение заготовок производят между стальными плитами толщиной до 5 мм с габаритными размерами, на 5-10 мм большими аналогичных размеров листовых заготовок.



 

Похожие патенты:

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.

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

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.
Изобретение относится к области термической обработки и может быть применено при термической стабилизации размеров высокоточных деталей из сплава АК4-1 ч. .

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

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

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.

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.

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.

Изобретение относится к продуктам из алюминиевых сплавов и способам их изготовления

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.

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.

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.
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.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термически упрочняемым сплавам на основе алюминия, а именно к способу деформационно-термической обработки высокопрочных сплавов системы Al-Cu-Mg, используемых в качестве конструкционных материалов для деталей авиакосмической техники и транспортного машиностроения. Способ включает гомогенизационный отжиг отлитых слитков при температуре 450-525°C в течение 2-24 ч, обработку на твердый раствор при температуре 510-530°C в течение 1-2 ч, закалку в воду, последующую холодную деформацию и искусственное старение в интервале температур 160-195°C в течение 2-3 ч, причем после перед обработкой на твердый раствор осуществляют горячую деформацию заготовок методом равноканального углового прессования с истинной степенью деформации ε 1-2 при температуре 340-450°C, а холодную деформацию проводят до суммарной степени 1-60%. После гомогенизационного отжига перед равноканальным угловым прессованием можно проводить охлаждение заготовок внутри выключенной печи до температуры 20-100°C, продолжительностью не более 12 ч. Способ направлен на повышение механических свойств полуфабрикатов сплава указанной системы с сохранением пластичности на уровне исходного материала, что позволяет повысить надежность и эффективность изделий авиакосмической техники и транспортного машиностроения, изготовленных из полученных полуфабрикатов. 3 з.п. ф-лы, 2 пр., 1 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения порошка квазикристаллического материала системы Al-Cu-Fe включает перемешивание порошков алюминия, меди и железа при соотношении компонентов, соответствующем области существования квазикристаллической фазы сплава системы Al-Cu-Fe, нагрев полученной смеси в камере в бескислородной атмосфере с последующим измельчением спека до получения порошка заданной дисперсности. Нагрев смеси производят до температуры 600-700°С, обеспечивающей инициализацию экзотермического процесса самопроизвольного формирования квазикристаллической фазы сплава, при этом измеряют текущую температуру нагрева в камере и температуру нагрева смеси порошков. При превышении температуры смеси порошков над текущей температурой нагрева в камере проводят отжиг при температуре 800-1300°С с обеспечением стабилизации квазикристаллической фазы сплава по всему объему смеси порошков. Обеспечивается получение качественного порошка квазикристаллического материала. 5 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл, 4 пр.
Наверх