Способ изготовления тонкостенных труб из высокопрочных алюминиевых сплавов системы al-zn-mg-cu, легированных скандием и цирконием

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам производства труб из высокопрочных алюминиевых сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu, легированных скандием и цирконием. Способ изготовления тонкостенных труб из высокопрочных алюминиевых сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu, легированных скандием и цирконием, включает прессование с одновременной прошивкой сплошного слитка во втулке контейнера посредством размещенных в нем иглы, прессшайбы и прессштемпеля, закалку, правку и искусственное старение. Перед прессованием с одновременной прошивкой осуществляют подпрессовку размещенного во втулке контейнера слитка с использованием гильзы, которую устанавливают между прессшайбой и прессштемпелем на игле с обеспечением совпадения торцов иглы и прессшайбы и после подпрессовки удаляют, а правку закаленной трубы проводят путем калибровки наружного диаметра трубы со степенью деформации 0,5-2,5%. Получают тонкостенные трубы из высокопрочных алюминиевых сплавов с высокими прочностными свойствами и удовлетворяющие высоким требованиям по геометрическим параметрам. 1 ил., 1 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, в частности, к способам производства труб из высокопрочных алюминиевых сплавов системы AI-Zn-Mg-Cu, легированных скандием и цирконием.

Известен способ изготовления труб из малолегированных алюминиевых сплавов с использованием полого слитка путем горячего прессования, взятый в качестве аналога (Справочное руководство. Алюминиевые сплавы. Производство полуфабрикатов из алюминиевых сплавов. М. Металлургия. 1971. с.230-232, рис.103).

Недостатком этого способа производства труб является невозможность отливки полого слитка из высоколегированного сплава системы Al-Zn-Mg-Cu из-за его растрескивания при литье, поэтому прессование производят с использованием предварительно прошитой заготовки, что усложняет и делает более затратным технологический процесс изготовления трубы.

Известен также способ производства труб путем горячего прессования с одновременной прошивкой слитков на прессах с прошивной системой пятый в качестве прототипа (Справочное руководство. Алюминиевые сплавы. Производство полуфабрикатов из алюминиевых сплавов М. Металлургия. 1971. с.230-232, рис.104).

Недостатком этого способа прессования является то, что трубы из высоколегированных алюминиевых сплавов, в том числе сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu, легированных скандием и цирконием, невозможно прошить из-за недостаточности усилия прошивной системы, которая, как правило, не превышает 20% от максимального усилия пресса.

Остальные возможные способы получения полой заготовки для прессования труб методом сверления, прошивки на отдельно стоящем оборудовании и другие связаны с увеличенным расходом металла и большим количеством образующихся отходов низкой сортности, а также большой суммарной трудоемкостью и энергоемкостью процесса.

Задачей изобретения является получение простым способом высококачественных труб из высокопрочных труднодеформируемых алюминиевых сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu, легированных скандием и цирконием, с высокими прочностными свойствами и полностью удовлетворяющие по геометрическим параметрам предъявляемым высоким требованиям.

Предлагается способ производства тонкостенных труб из высокопрочных алюминиевых сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu, легированных скандием и цирконием, включающий прессование с одновременной прошивкой сплошного слитка во втулке контейнера посредством размещенных в нем иглы, прессшайбы и прессштемпеля, закалку, правку и искусственное старение. Перед прессованием с одновременной прошивкой осуществляют подпрессовку размещенного во втулке контейнера слитка использованием гильзы, которую установливают между прессшайбой и прессштемпелем на игле с обеспечением совпадения торцов иглы и прессшайбы и после подпрессовки удаляют, а правку закаленной трубы проводят путем калибровки наружного диаметра трубы со степенью деформации 0,5-2,5%.

Применению специальной гильзы, установленной на игле между прессшайбой и прессштемпелем и служащей для передачи полного усилия главного плунжера при подпрессовке слитка в контейнере, позволяет использовать всю мощность пресса.

Калибровка устраняет кривизну труб, уменьшает разностенность и заметно повышает уровень механических свойств в поперечном направлении. При деформации менее 0,5% эффект от калибровки мал, а при деформации выше 2,5% калибровка труб из высоколегированных высокопрочных сплавов заметно снижает их пластические свойства.

Схема прессования труб по предлагаемой технологии показана на рисунке 1. Устройство состоит из: матрицедержателя (1), матрицы (2), втулки контейнера (3), прессшайбы (4), гильзы (5), иглы (6), прессштемпеля (7).

Прессование труб осуществляют следующим образом.

Перед прессованием во втулку контейнера (3) загружают сплошной слиток сплава системы Al-Zn-Mg-Cu (8) (фиг.1, позиция 1).

На игле (6), жестко закрепленной в прессштемпеле (7), располагают гильзу (5) и прессшайбу (4) таким образом, что торцы иглы и прессшайбы совпадают.

Для достижения минимальной разностенности движением прессштемпеля (7) производят подпрессовку слитка (8) (фиг.1, позиция 2).

После подпрессовки иглу (6) с гильзой (5) отводят, и гильзу удаляют из рабочего пространства контейнера (фиг.1, позиция 3).

Производят прошивку слитка (8), совмещенную с прессованием трубы (9) до образования прессостатка (10) (фиг.1, позиция 4).

Отводят иглу (6) и прессштемпель (7) в исходное положение.

Отделяют от отпрессованной трубы (9) прессостаток (10), матрицедержатель (1) с прессостатком (10) удаляют из рабочего пространства пресса, после чего цикл прессования повторяют.

По предложенной технологии были изготовлены трубы ⌀ 135×2 мм. Результаты исследования труб, полученных по известному способу - аналог (вариант 1), известному способу - прототип (вариант 2) и по предлагаемому (вариант 3), представлены в таблице 1.

Таблица 1
Результаты исследования труб ⌀ 135×2 мм
Способ изготовления трубы Кривизна, мм/п.м Разностенность % Механические свойства
σ В, МПа сод, МПа δ, %
Известный - аналог 2-5 ±15 587 525 3,0
Известный - прототип 2-5 ±15 674 634 2,2
Предлагаемый 1 ±7 698 651 3,4

Способ изготовления тонкостенных труб из высокопрочных алюминиевых сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu, легированных скандием и цирконием, включающий прессование с одновременной прошивкой сплошного слитка во втулке контейнера посредством размещенных в нем иглы, прессшайбы и прессштемпеля, закалку, правку и искусственное старение, отличающийся тем, что перед прессованием с одновременной прошивкой осуществляют подпрессовку размещенного во втулке контейнера слитка с использованием гильзы, которую устанавливают между прессшайбой и прессштемпелем на игле с обеспечением совпадения торцов иглы и прессшайбы и после подпрессовки удаляют, а правку закаленной трубы проводят путем калибровки наружного диаметра трубы со степенью деформации 0,5÷2,5%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе алюминия, в частности сплавов систем Al-Mg-Si и Al-Zn-Mg, используемых в качестве конструкционных и обшивочных листов в авиакосмической технике, судостроении и транспортном машиностроении, в том числе и в сварных конструкциях.
Изобретение относится к алюминиевым сплавам, в частности к тем, из которых получают высокопрочный алюминиевый полуфабрикат, а также к способу получения таких алюминиевых полуфабрикатов.

Изобретение относится к алюминиевоцинкомагниевым сплавам и к продуктам, выполненным из таких сплавов, которые могут быть использованы для изготовления литейных форм для производимых литьем под давлением пластмасс.
Изобретение относится к способу изготовления слоистой плиты на основе алюминия для противопульной сварной брони. .
Изобретение относится к сплаву серии АА7000 и к способу изготовления продуктов из этого алюминиевого сплава, а именно к алюминиевым деформированным продуктам относительно большой толщины, в частности от 30 до 300 мм.

Изобретение относится к сплавам на основе алюминия, а именно к Аl-Zn-Cu-Mg сплавам на основе алюминия, а также способу изготовления катаного или кованого деформированного продукта из него и к самому катаному или кованому деформированному продукту.

Изобретение относится к продукту из свариваемого деформируемого алюминиевого сплава и способу его получения. .
Изобретение относится к деформированному продукту из высокопрочного, высоковязкого Al-Zn сплава и к способу изготовления такого продукта. .

Изобретение относится к области металлургии и машиностроения, а именно к способу получения изделий из высокопрочных, особенно сверхпрочных алюминиевых сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu-Zr, применяемых в качестве обшивок крыла и других силовых элементов планера самолетов, а также наземных транспортных средств.
Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к термической обработке полуфабрикатов и деталей из алюминиевых сплавов Al-Zn-Mg-Cu-Zr, используемых в качестве конструкционного материала для силовых элементов в авиакосмической технике, а также в транспортном машиностроении.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве крупногабаритных бесшовных труб на гидравлических прессах. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей типа втулки. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении цилиндрического полого изделия ковкой. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечно-штамповочном производстве при изготовлении поковок для деталей типа ступицы.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении в деталях прямоугольных глубоких отверстий путем пластического деформирования.

Изобретение относится к трубному производству и может быть использовано на прессах при прошивке в стакан слитков, разлитых сифонным способом. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечно-штамповочном производстве при получении из пруткового материала деталей с полостью или наметкой под прошивку.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при прессовании труб на прессах без прошивной системы. .

Изобретение относится к процессам пробивки отверстий в болванках и устройствам для осуществления этого при использовании предварительно нагретых болванок, которые должны впоследствии подвергаться экструзии.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при прошивке заготовок в контейнере на прессах. Пуансон для прошивки выполнен в виде тела вращения с двумя отверстиями. Пуансон имеет переменный наружный диаметр. Указанный диаметр на длине пуансона от его переднего торца, равной внутреннему диаметру получаемой полой заготовки, равен упомянутому внутреннему диаметру полой заготовки. На оставшейся длине пуансона диаметр имеет постоянную величину, которая меньше внутреннего диаметра полой заготовки на 2 мм. Одно из отверстий выполнено сквозным, имеет переменный по длине диаметр и ось, совпадающую с осью пуансона. Диаметр этого отверстия на длине от переднего торца пуансона, равной его максимальному наружному диаметру, равен 2/3 от упомянутого диаметра пуансона. На оставшейся длине диаметр отверстия имеет постоянную величину, на 2 мм превышающую диаметр отверстия на длине от переднего торца пуансона. Второе отверстие выполнено с осью, которая пересекает ось пуансона под прямым углом. Ось второго отверстия расположена на расстоянии от переднего торца пуансона, равном 4/5 длины пуансона. Диаметр второго отверстия является постоянным по всей длине отверстия и равен 5 мм. В результате обеспечивается повышение качества прошитых заготовок за счет уменьшения их разностенности и удаления дефектов, а также снижение трения на внешней и внутренней поверхностях пуансона. 6 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам производства труб из высокопрочных алюминиевых сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu, легированных скандием и цирконием

Наверх