СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВ МОЛИБДЕНОВОГО СПЛАВА ЦМ2А ПОД ШТАМПОВКУ Российский патент 2007 года по МПК C22F1/18 C22C27/04 

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при изготовлении деталей электровакуумного производства (ЭВП) из листов молибденового сплава, в частности марки ЦМ2А, штамповкой.

Способы листовой штамповки деталей ЭВП из сплава ЦМ2А рассматриваются в книге (В.Н.Королев. Листовая штамповка молибдена и его сплавов в приборостроении. М.: Машиностроение, 1977, 150 с. с ил.), однако при температуре гораздо выше 700°С.

Для вытяжки чашеобразных деталей необходимо обеспечить достаточную пластичность металла при сохранении прочности, установленной на листы ЦМ2А техническими условиями ТУ 48-4206-04-00: временное сопротивление σ_в 70-110 кгс/мм², относительное удлинение δ не менее 10%, выдавливание сферической лунки по Эриксену пуансоном диаметра 20 мм не менее 6,8 мм, твердость по Роквеллу с нагрузкой 100 кгс и применением конуса 29-45 HRC 100. Пункт 1.4 указанных ТУ предусматривает: "Листы поставляются в отожженном состоянии с нерекристаллизованной структурой".

Однако с целью повышения выхода годных штамповок и деталей из них на электровакуумном производстве заготовки после вырубки дисков, перед штамповкой, подвергают вакуумному отжигу при температуре 1070°С. Тем самым нарушаются механические свойства металла, поставляемого потребителю. Это приводит к нестабильности технологичности металла и затрудняет оптимизации технологии завода-поставщика листов. К тому же после дополнительного отжига у потребителя не контролируются механические свойства.

Отжиг у потребителя обуславливается дополнительным снятием наклепа, т.к. листы поставляются теплокатаными на последних проходах в размер толщины листа, равной 0,8 мм. Полное снятие наклепа возможно только после рекристаллизации молибдена, что недопустимо согласно ТУ 48-4206-04-00 п.1.4.

За прототип приняты технические условия ТУ48-4206-04-00.

Недостатки прототипа: не регламентируется температура дополнительного отжига для сохранения механических свойств.

Задача изобретения: предложить температуру вакуумного отжига, обеспечивающую снятие напряжений и наклепа после вырубки дисков под штамповку при сохранении механических свойств.

Поставленная задача решается тем, что выборочно проверяют твердость на образцах до и после вакуумного отжига, отжиг выполняют при температуре 650°С, а расчетами по установленным зависимостям подтверждают сохранение механических свойств, установленных техническими условиями на листы ЦМ2А. Технический результат от внедрения данного изобретения заключается в сохранении механических свойств металла до момента штамповки-вытяжки, стабилизации и оптимизации технологии изготовления листов и выхода годных деталей на электровакуумном производстве, сокращении расхода дефицитного металла и повышении надежности изделий ЭВП.

Для реализации способа выполняют операции:

1. Контроль механических свойств по сертификатным данным данной партии поставки листов.

2. Вырубают образцы и определяют твердость HV10.

3. Отжигают образцы в вакуумной печи при температуре 650°С.

4. Определяют твердость образцов HV10.

5. По установленным нами ранее зависимостям (журнал "Металловедение и термическая обработка металлов", 1982, №9, с.59)

рассчитывают значения прочности и пластичности, сопоставляют с данными ТУ 48-4206-04-00, подтверждая сохранение механических свойств.

6. Вырубают из листов диски под штамповку деталей и отжигают их в вакууме при 650°С.

Способ проверен практически с использованием листов ЦМ2А промышленных партий. Выполнено 2 исследования с контролем твердости образцов по Роквеллу (HRC100) и Виккерсу (HV10). Технологические свойства проверяли по глубине выдавливания (JE8) и склонности к расслоению (Скл, балл) - в первом исследовании и по JE14 - во втором.

Для проверки твердости HRC100 и Скл разработана специальная инструкция Ж92С0081.

Усредненные результаты испытания образцов одной партии поставки листов ЦМ2А в первом исследовании и трех во втором показаны соответственно в таблицах 1 и 2. В том и другом исследовании сохраняется твердость после вакуумного отжига 650°С (выдержка 1,5 ч) и существенно падает при отжиге на 1070°С. Полученные после отжига при 650°С значения твердости 281 HV10 и 290 HV10 обеспечивают сохранение прочности: σ_в равно 88 и 91 кгс/мм² соответственно, что рассчитано по (1), δ равно 13,6 и 12,8% соответственно, что рассчитано по (2).

Падение твердости при отжиге на повышенную температуру 1070°С может привести к падению соответственно прочности ниже нормы σ_в 70 кгс/мм², в частности при содержании легирующих элементов титана и циркония на нижнем пределе, заданных ТУ 48-4206-04-00.

Глубина выдавливания сохраняется при отжиге 650°С и падает при отжиге на 1070°С. Склонность к расслоению изменяется одинаково. На нескольких промышленных партиях показан удовлетворительный выход годных при штамповке после отжига 650°С.

Таблица 1Технологические свойства листов ЦМ2А партии поставки №205 в зависимости от температуры вакуумного отжигаТехнологические свойстваЗначения технологических свойств после вакуумного отжига (в/о)без в/о650°C1070°СHRC100343432HV10285281273JE₈, мм4,254,244,18Скл, балл0,250,50,5Примечание. JE₈ - глубина выдавливания по Эриксену пуансоном диаметра 8 мм на образцах 30×30 мм.

Таблица 2Твердость и глубина выдавливания листов ЦМ2А трех партий поставки в зависимости от температуры вакуумного отжигаТехнологические свойстваЗначения технологических свойств после вакуумного отжига (в/о) без в/о650°С1070°СHRC10039,339,538,6HV10283290269JR₁₄, мм4,244,474,17Примечания: 1. JE₁₄ - глубина выдавливания по Эриксену пуансоном диаметра 14 мм, размер образцов 50×50 мм.2. Не обнаружено различия в склонности к расслоению в зависимости от температуры вакуумного отжига.3. Приведены усредненные данные по образцам из трех партий поставки листов ЦМ2А.

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при изготовлении деталей электровакуумного производства (ЭВП) из листов молибденового сплава, в частности марки ЦМ2А, штамповкой. Способ включает контроль их механических свойств при изготовлении, вырубку образцов, вакуумный отжиг для снятия напряжений от вырубки, при этом отжиг выполняют при температуре 650°С, а контроль механических свойств листов ЦМ2А выполняют выборочной проверкой твердости образцов до и после вакуумного отжига и подтверждают сохранение механических свойств, установленных техническими условиями на листы ЦМ2А, расчетами по установленным зависимостям: σ_в=-174+3,745·HV, δ=37,456-0,0848·HV, где σ_в - временное сопротивление, н/мм², δ - относительное удлинение, %, HV - твердость по Виккерсу (HV10). Технический результат: сохранение механических свойств поставляемого металлургами металла - листов ЦМ2А до момента штамповки-вытяжки, возможность стабилизации и оптимизации технологии у металлургов и потребителей листов, повышение выхода годных при штамповке, экономия дефицитного металла, повышение надежности изделий ЭВП. 2 табл.

Способ изготовления листов молибденового сплава ЦМ2А под штамповку, включающий контроль их механических свойств при изготовлении, вырубку образцов, вакуумный отжиг для снятия напряжений от вырубки, отличающийся тем, что отжиг выполняют при температуре 650°С, а контроль механических свойств листов ЦМ2А выполняют выборочной проверкой твердости образцов до и после вакуумного отжига и подтверждают сохранение механических свойств, установленных техническими условиями на листы ЦМ2А, расчетами по установленным зависимостям

σ_в=-174+3,745·HV

δ=37,456-0,0848·HV,

где σ_в - временное сопротивление, н/мм²

δ - относительное удлинение, %

HV - твердость по Виккерсу (HV10).