Способ производства полуфабрикатов из высокопрочных алюминиевых сплавов

 

ъ %ба/ЗII»

ОЛ И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соеетскнк

Соцкалксткческма

Республик

«»722494

К ПАТЕНТУ (6! ) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 0104.75(21) 2125297/22-02 (23). Приоритет — (32) 04,04. 74 (8) ) 69788 ()8) Люксембург (51) М. Кл.

С 22 F 1/04

Госуларсткеииый комитет

СССР ио пелам итобретеиий и открытий (53) УДК 669.7.017

:621 ° 771 (088.8) Опубликовано 150380. Бюллетень И 10

Дата опубликования описания 1503.80

Иностранец

Серж Берковиси (Франция) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма Сосьете де Вант де л Алюминиум Пешиней (Франция) (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛУФАБРИКАТОВ

ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, преи- мущественно к высокопрочным алюминиевым сплавам.

Известен способ производства полуфабрикатов из высокопрочных труднодеформируемых алюминиевых сплавов ,путем прессования, штамповки, волочения и т.д., гри котором слитки предварительно нагревают перед последущей ластичесской деформацией.

При этом рекомендуемая температура для сплавов не превышает 450оС; она должна быть на 50-100оC ниже температуры максималь ной пластичности.

Увеличение температуры приводит к такому увеличению температуры в очаге деформации, что профилированный полуфабрикат выходит частично ожиженным (1) .

Целью изобретения является снижение усилий деформации при сохранении комплекса механических свойств.

Это достигается путем проведения нагрева слитка в условиях, обеспечивающих.ему реотропное состояние, при которых нагрев осуществляют до температур, лежащих между температурами солидуса и ликвидуса, до получения жидкой фазы в сплаве от 4 до 353 с выдержкой в течение 5-60 мин.

Продолжительность выдержки при указанной температуре необходима для появления глобулярной структуры для придання текучести сплаву. Она изменяется в зависимости от типа сплава и от температуры нагрева.

Цилиндрические слитки, полученные литьем в кокиль непрерывным или полунепрерывным способом, нагревают согласно изобретению и загружают в контейнер пресса для производства профилей. При этом при высоком содержании жидкой фазы требуется охлаждение фильеры воздухом или водой.

Такое охлаждение должно быть достаточным для отверждения всей доли жидкой фазы в слитке.

Описываемый способ позволяет увеличить степень вытяжки и(или) скорость прессования и снизить давление прессования; при этом уменыаается износ инструмента.

Пример 1. Три цилиндрических слитка диаметром 100 мм и длиной

300 мм из сплава АИ4БС (химический состав, В: основа алюминий; железо

0,42; кремний 0,91; медь 4,24; мар.ганец 0,82, магний 0,51; в отлитом

722494

Состоя- Слиток А (585 д, Г

38,1 24, 2 24 р8 34,9 23,5

22,5 35,4 22,2 24,1

Н 31,1 37,1 12,7 35,4 40,2 12,7 33,3 37,7 12,9

Ш 4(,4 46,9 14,8 43,4 47,1 3,3 43,0 47,6 14,4

23,8 34,2 12,9

49,8 53,8 10,8 Я) Отпуск 8 ч при

175(С

Состояние тб

"ocòоянии поддерживают и течение

15 мин при 585 С (слиток А), 595 C (слиток В) и 605 C (слиток С) . что соответствует содержанию жидкой фазы 6% (слиток А), 8% (слиток BJ и 13% (слиток C) .

Во время трех последовательных опытов их ннодят н нагретый до 420450 С контейнер 800-тонного экструзионного пресса и немедленно подвергают экструзии со скоростью

8 м/мин н профиль с прямоугольным сечением 40х3 мм. Охлаждение матрицы нод(й регулируют так, что температура выходящего профиля около 450оС. Манипуляцию со слиткаН р и м е р 2. Слит ки из АИ4БС диаметром 100 мм и такого же состава, как B примере 1; обрабатывают в течение 15 мин при 572 С так, чтобы появилось около 4% жидкой фазы. Их подвергают экструзии для получения круглым прутков диаметром 30 мм (степень ны (яж«,I 25) оо скоростью

3 м/мин,, Среднее давление в прессе 35

150 Gap.

Нрн таком (e опыте, проведенном по классическому способу горячей экструзии cëèò«oD, не обработанных согласно нзсбретенню требуется данление 220 бар... т,H . больше почти на

Я()

5 0 о.

Дяя э. <струдиронанных прутков пол :-(ают следующ - e характеристики: б,, а„5

В со сто. и- ии после 45 экструзии при 572 С

Для пр т <ав э«струдиронанного по предлагаемому способу, получают механические свойства, преносходящие н эквивалентном состоянии свойства после классического экструдиронания.

Н р и м е. р 3. Два слитка из сплава АИ5Б((основа алюминий; цинк

4,40%; магний 1,1 8%) диаметром 100 мм подвергают один классической экструзив, другой — обработке по описы- щ ваемому способу (30 мин при 620ОС) для образования 4% жидкой фазы. При экструзии со скоростью 13,2 м/MHH получают круглый пруток диаметром

20 viit, 65 ми произ водят обычную; э кструзи я выполняется удовлетворительно. Из каждого слитка получают около 15 м профильного продукта с безупречной пове рхностью.

Механические свойства на образцах из профилей определяют: н состоянии после экструзии (1); после отпуска в течение В ч при

j 750C (Н); . после закалки в воде 2 ч после выдержки при 505(С и последующего отпуска в течение 8 ч при

175(С (состояние Тб ) (Ill) .

Результаты опытон приведены н таблице.

Необходимое давление 155 бар для необработанного слитка и 118 бар для слитка, обработанного согласноизобретению, т.е. меньше на 24%.

Пример 4. Два слитка из сплава АИ5БС (состав такой же, как в примере 3) подвергают экструзии через язычковую матрицу с целью получения трубчатого профиля квадратного сечения 25х25 мм толщиной

2 мм; один слиток был необработанный, другой — обработанный по предлагаемому способу в течение 20 мин при 625+C,цля образования 7% жид— кой Фазы.

Необходимое давление для необработанного слитка 280 бар, а для обработанного согласно изобретению слитка 238 бар, т.е. меньше на 17%.

IJ p и м е р 5. Два слитка из спла ва АИ4Б(, такого же состава и таких же размерон. как в примере 1, подвергают экструзии через язычконую матрицу для получения трубчатого профиля квадратного сечения 25х х25 мм толщиной 2 мм; один слиток. необработанный, другой — обработанный по предлагаемому способу н течение 30 мин при 585оС с целью получения 6% жидкой фазы.

Экструзия сплава АИ4БС через языч ковую матрицу несколько необычная.

В этом специальном случае ее проводят с посредстненнцми результатами, с плохим внешним видом поверхности и при давлении 290 бар, что близко к допускаемому пределу для пресса

800 т.

В отличие от этого экструзия слитка, обработанного согласно ! изобретению, дает отличные резуль722494

ФоРмУла изобретения

Составитель B.Øóëåïoâ

Редактор Н.Корченко Техред М.Петко Корректор И.Муска

Заказ 171/47 Тираж 694 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул . Проектная, 4 таты н не требует давление больше

210 бар.

Пример 6. Один слиток из сплава АИ4ЯС такого же состава и таких жс размеров, как в примере

1, обрабатывают по описываемому способу путем выдержки в течение

15 мин при -620oC для получения 253 жидкой фазы. Слиток затем помещают в контейнер экструзионного пресса, Во избежание всякого риска деформации обработку и транспортировку слитка от нагревательной печи к прессу производят в .горизонтальной по лук ру гл ой люл ь ке .

При давлении, не превосходящем

220 бар, без всякого затруднения экструдируют профиль 40х3 мм. Использованный для опыта 800-тонный пресс не позволяет в обычных условиях экструдировать из сплава

АИ4ЯС профиль 40хЗ мм (слиток

100 мм, нагретый до 420-450 С) . В этом случае применение предлагаемого способа обеспечивает нажные преимущества.

Пример 7. Цилиндрический слиток диаметром 100 мм и длиной

300 мм из сплава АИ48? выдерживают в течение 15 мин при 585ОС для образования 6% жидкой фазы, затем охлаждают до окружающей температуры, снова нагревают до

595 С, быстро помещают в нагретый о до 420-450 С контейнер экструзионного 800-тонного пресса и сразу подвергают экструзии со скоростью

8 м/мин в профиль прямоугольного сечения 40хЗ мм. Охлаждение матрицы водой регулируют так, что температура профиля на выходе около

450 С.

Результаты указанного опыта были такие же, как в примере 1.

Это показынает, что подогрев до выбранной температуры мгновенно восстанавливает в. слитке, предварительно обработанном согласно изобретению и затем охлажденном, его реотропические свойства.

Пример 8. Из сплана АИ48С изготанлинают штамповкой шатун компрессора (расстояние между осями поршн и коленчатого вала 100 мм)1 обычно выполнение такого шатуна тРебУет чернового и отделочного пропуска.

Нагревая заготовку в течение

15 15 мин при 595ОCi чтобы получить

ЙЗ жидкой фазы, можно изготовить такой шатун за один пропуск штамповки при давлении 40 бар в гидравлической системе пресса (вместо 100 щ бар в обычных условиях).

Способ производства полуфабрикатов

;5 из высокопрочных алюминиевых сплавов, включающий предварительный нагрев слитка и последующую деформацию, отличающийся тем, что, с целью снижения усилий деформации при сохранении комплекса механических свойств, слиток нагревают до температур, лежащих между температурами солидуса и ликвидуса, до получения жидкой фазы н сплаве от 4 до

35% с выдержкой в течение 5-60 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочное руководство Алюминиевые сплавы. Производство полуфабрикатов из алюминиевых сплавов .

40 Металлургия, 1971, с.177-193 °