Способ изготовления исходной заготовки из алюминиевого сплава для горячей объемной штамповки деталей

Авторы патента:

Басюк Семар Тимофеевич (RU)

Мягких Тимофей Викторович (RU)

Гринберг Ирина Владимировна (RU)

C22F1/04 - алюминия или его сплавов

B21J1/00 - Ковка; штамповка; прессование; клепка; кузнечные горны (прокатка металла B21B; изготовление специальных изделий ковкой или прессованием B21K; плакирование или нанесение покрытий B23K; обработка или окончательная отделка поверхностей ковкой B23P 9/04; уплотнение поверхности обдувкой с использованием частичек материала B24C 1/10; прессы общего назначения, прессы для уплотнения скрапа B30B; печи общего назначения F27)

Владельцы патента RU 2595154:

Закрытое акционерное общество "ДИСК - БС" (ЗАО "ДИСК - БС") (RU)
Акционерное общество "Машиностроительное конструкторское бюро "Факел" (АО "МКБ "Факел") (RU)
Открытое акционерное общество "Каменск-Уральский металлургический завод" (ОАО "КУМЗ") (RU)

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении полуфабрикатов из слитков алюминиевых сплавов. Слиток после гомогенизации охлаждают, затем нагревают и деформируют путем изменения площади поперечного сечения и увеличения длины с образованием продольной текстуры деформации. Гомогенизацию проводят при температуре (310-440)°С в течение (1-5) часов с обеспечением задержки процесса распада пересыщенного твердого раствора переходного металла в алюминии. Охлаждение слитка ведут до температуры (110-125)°С. Нагрев под деформирование производят до температуры (270-400)°С с обеспечением выделения упрочняющих фаз в виде частиц, равномерно распределенных в твердом растворе. В результате обеспечивается повышение качества готовых деталей. 2 пр.

Известен способ изготовления деталей из алюминиевого сплава, включающий гомогенизацию слитка при температуре (450÷540)°C в течение (1÷50) часов в одну или несколько стадий с последующим охлаждением, нагрев под ковку и ковку при температуре (220÷450)°C, кроме того, до или после ковки осуществляют термообработку путем нагрева при температуре (220÷400)°C в течение (1÷150) часов (заявка Японии №2-259051, кл. C22F 1/04, 1990).

Недостатком данного способа является наличие мелких внутренних микроразрывов материала типа волосообразных трещин, образующихся при пластической деформации, что снижает механические и конструкционные свойства деталей.

Известен способ изготовления исходной заготовки из алюминиевого сплава для горячей объемной штамповки детали, включающий гомогенизацию слитка, его последующее охлаждение и деформирование путем изменения площади поперечного сечения и увеличения его длины с образованием продольной текстуры деформации (патент РФ №2087582, кл. C22F 1/04, 1997 - прототип).

Основным недостатком этого способа является структурная неоднородность слитков в виде тонкодисперсных частиц алюминидов переходного металла, которые распределяются по объему твердого раствора крайне неравномерно. Эти частицы являются очагами зарождения микроразрывов материала во время пластической деформации. Это приводит к анизотропии свойств, недостаточной пластичности и коррозионному растрескиванию под напряжением при эксплуатации готовых деталей.

Предлагаемый способ изготовления исходной заготовки для горячей объемной штамповки детали включает гомогенизацию слитка из алюминиевого сплава, его последующее охлаждение и деформирование путем изменения площади его поперечного сечения и увеличения его длины с образованием продольной текстуры деформации. Этот способ включает гомогенизацию при температуре (310÷440)°C в течение (1÷5) часов, последующее охлаждение проводят до температуры (110÷125)°C со скоростью не менее 110°C/ч, а упомянутое деформирование проводят с нагревом до температуры (270÷440)°C.

Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что гомогенизацию проводят при температуре (310÷440)°C в течение (1÷5) часов с обеспечением задержки процесса распада пересыщенного твердого раствора переходного металла в алюминии, последующее охлаждение проводят до температуры (110÷125)°C, а упомянутое деформирование проводят с нагревом до температуры (270÷440)°C с обеспечением выделения упрочняющих фаз в виде частиц, равномерно распределенных в твердом растворе.

Технический результат изобретения в этой части: кратковременная гомогенизация слитка при ее уточненном температурном диапазоне позволяет задержать процесс распада пересыщенного твердого раствора переходного металла в алюминии. Нагрев до температуры деформирования ведут до температуры выделения упрочняющих фаз MnZn₂, Mg₂Si, Al₂CuMg и др. в виде достаточно грубых частиц (~1 мкм), которые равномерно распределяются в твердом растворе. Это обеспечивает создание стабилизированной структуры с повышенным уровнем вязкости разрушения, сопротивления коррозионному растрескиванию под напряжением, а также уменьшение анизотропии свойств, что, в конечном счете, обеспечивает снижение массы силовых узлов, для которых предназначены изготавливаемые детали.

Примеры.

1. Изготавливалась исходная заготовка для горячей объемной штамповки из сплава 6061. Слиток диаметром 220 мм гомогенизировали при температуре 340°C в течение 3 часов с последующим охлаждением до температуры 125°C со скоростью 110°C/ч, Гомогенизированный слиток нагревали до температуры 310°C и прессовали в пруток - исходную заготовку диаметром 170 мм.

2. Изготавливалась исходная заготовка для горячей объемной штамповки из сплава 1420. Слиток диаметром 85 мм гомогенизировали при температуре 360°C в течение 5 часов с последующим охлаждением до температуры 110°C со скоростью 120°С/ч. Гомогенизированный слиток нагревали до температуры 350°C и деформировали в пруток - исходную заготовку диаметром 51 мм.

Способ изготовления исходной заготовки из алюминиевого сплава для получения детали горячей объемной штамповкой, включающий гомогенизацию слитка, его последующее охлаждение, нагрев и деформирование путем изменения площади поперечного сечения и увеличения длины с образованием продольной текстуры деформации, отличающийся тем, что гомогенизацию слитка проводят при температуре (310-440)°С в течение (1-5) часов с обеспечением задержки процесса распада пересыщенного твердого раствора переходного металла в алюминии, последующее охлаждение слитка осуществляют до температуры (110-125)°С, а нагрев слитка под деформирование производят до температуры (270-400)°С с обеспечением выделения упрочняющих фаз в виде частиц, равномерно распределенных в твердом растворе.

Изобретение относится к алюминиевым сплавам для использования в производственной технологии ударного прессования для создания формованных контейнеров и других изделий промышленного производства.

Полуфабрикат из алюминиевого сплава с улучшенной микропористостью и способ изготовления // 2590744

Изобретение относится к полуфабрикатам из алюминиевого сплава, изготовленным полунепрерывной вертикальной разливкой с прямым охлаждением, которые могут быть использованы для изготовления конструкционных элементов для авиационно-космической промышленности.

Способ изготовления биметаллической заготовки из антифрикционного сплава // 2590464

Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению биметаллических заготовок из алюминиево-оловянных антифрикционных сплавов путем изменения их физической структуры сочетанием термической обработки и пластической деформации, и может быть использовано, например, в производстве подшипников скольжения.

Сплав на основе алюминия и способ получения из него деформированных полуфабрикатов // 2590403

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым сплавам на основе алюминия, и может быть использовано при получении деформированных полуфабрикатов в виде прессованных профилей, прутков, труб, катаных плит и листов, предназначенных для использования в строительстве, судостроении, авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности.

Высокопрочные кованые изделия из алюминиевого сплава // 2580261

Изобретение относится к высокопрочным кованым изделиям из алюминиевых сплавов и способам их получения. Кованое изделие, выполненное из деформируемого алюминиевого сплава, упрочняемого термообработкой, имеет кристаллическую микроструктуру, содержащую зерна первого типа с отклонением зерен от ориентации текстуры ≤3°, имеющие среднее отношение размеров в плоскости LТ-ST по меньшей мере 3,5:1, и зерна второго типа, отличные от зерен первого типа, причем зерна первого типа содержатся в количестве от 5 об.% до 50 об.%, при этом максимальная интенсивность текстуры по графику ODF составляет по меньшей мере 30.

Способ получения деформированных полуфабрикатов из сплава на основе алюминия // 2579861

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым сплавам на основе алюминия системы Al-Fe-Si в виде тонколистового проката, фольги, листов, плит, прессованных профилей, проволоки и др.

Способ изготовления листовой заготовки из алюминиево-магниевого сплава // 2575264

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, более конкретно к способам изготовления листовых заготовок из деформируемых термически неупрочняемых алюминиево-магниевых сплавов с добавками переходных металлов.

Малодеформационная закалка алюминиевых сплавов // 2574928

Изобретение относится к области термической обработки металлов и сплавов, а именно к закалке сложноконтурных деталей и полуфабрикатов из сплавов на основе алюминия, широко используемых в авиационной и ракетной технике и других изделиях машиностроения в качестве конструкционных основных элементов.

Способ получения изделий из алюминиевых сплавов // 2573543

Изобретение относится к области металлургии, а именно к технологии получения изделий методом горячей деформации алюминиевых сплавов, преимущественно высокопрочных и жаропрочных, для использования главным образом в авиакосмической технике и транспортном машиностроении.

Способ деформационно-термической обработки алюминиево-магниевых сплавов // 2566107

Изобретение относится к области металлургии сплавов, а именно к технологии обработки алюминиевых сплавов системы Al-Mg-Mn, и может быть использовано для изготовления различных полуфабрикатов для авиакосмической, транспортной и судостроительной промышленностей.

Способ получения стальных поковок полукорпусов шаровых кранов // 2572687

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных стальных поковок полукорпусов шаровых кранов и изделий подобной конфигурации, имеющих массу свыше одной тонны.

Способ изготовления длинномерной заготовки из титанового сплава // 2563083

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве длинномерных заготовок типа прутков и профилей из конструкционных титановых сплавов методом изотермической экструзии.

Способ получения деформируемой заготовки из титанового сплава // 2562186

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при получении заготовок из двухфазных титановых сплавов, применяемых, в частности, в авиационной промышленности.

Устройства для нагрева ковочных штампов и способы применения // 2550455

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для нагрева ковочных штампов. Устройство (420) для нагрева ковочного штампа содержит головку (422) горелки, имеющую множество отверстий (426) для пламени.

Способ радиальной ковки // 2538129

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при радиальной ковке шестигранных профилей. Осуществляют многопроходную реверсивную радиальную ковку одновременно двумя взаимно перпендикулярными парами двухзаходных бойков.

Способ изготовления деталей типа осесимметричной чаши из сплава, содержащего алюминий // 2532687

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении, например, автомобильных колес, емкостей высокого давления и подобных им изделий.

Способ изготовления деталей типа стакана или чаши из алюминиевого сплава // 2532678

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах заводов при изготовлении полых деталей из алюминиевых сплавов. Исходную круглую заготовку получают из слитка гомогенизацией при температуре (310-340)°C в течение (1-5) часов с последующим охлаждением до температуры (110-120)°C со скоростью не менее 110°C/ч.

Способ изготовления полуфабрикатов типа галет и шайб из цилиндрической заготовки горячей обработкой давлением // 2532630

Способ горячего прессования полуфабриката из цилиндрической заготовки // 2532625

Изобретение относится к заготовительному производству и может быть использовано в кузнечно-прессовых цехах заводов. Заготовку помещают в капсулу с цилиндрической стенкой и плоскими днищами.

Способ горячего прессования полуфабриката из цилиндрической заготовки // 2532624

Изобретение относится к заготовительному производству и может быть использовано в кузнечно-прессовых цехах при получении полуфабрикатов. Капсулу, имеющую цилиндрическую стенку и плоские днища, с расположенной в ней цилиндрической заготовкой размещают в сквозном отверстии ручья контейнера.

Способ радиальной ковки // 2602586

Изобретение относится к обработке металлов давлением. Способ циклической многопроходной радиальной ковки включает период радиальной ковки заготовки бойками при ее перемещении подающим манипулятором в бойки и период радиальной ковки при перемещении заготовки тянущим манипулятором из бойков. Каждый проход состоит из процесса получения на заготовке конуса деформации, установившегося процесса ковки и процесса доковывания конуса деформации. Процессы осуществляют циклически при свободном конце заготовки. Каждый цикл состоит из подачи заготовки и обжатия ее бойками. В каждом цикле установившегося процесса ковки, за исключением первого, скорость подающего манипулятора устанавливают в λ раз меньше скорости тянущего манипулятора, где λ - отношение площадей поперечного сечения заготовки соответственно на входе и на выходе из бойков. В результате обеспечивается повышение качества получаемых заготовок, увеличение производительности процесса радиальной ковки и повышение надежности работы радиально-ковочной машины. 6 ил., 1 пр.