СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СИЛУМИНОВ Российский патент 2008 года по МПК C22F1/43 

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для обработки изделий из сплавов алюминия с кремнием - силуминов.

Известен способ термической обработки силуминов, состоящий из закалки и искусственного старения (Колобнев И.Ф. Термическая обработка алюминиевых сплавов. - М.: Металлургия, 1961. - С. 210-213).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ термической обработки силуминов, включающий закалку с температуры 535±5°С и последующее старение с температуры 175-200°С (Смирягин А.П. Промышленные цветные металлы и сплавы. - М.: Металлургия, 1974. - 488 с.).

Недостатком известных технических решений является то, что после такой термической обработки в силуминах сохраняются высокие значения коэффициента линейного расширения в интервале 150-300°С.

Задачей изобретения является снижение значений коэффициента линейного расширения силуминов в интервале 150-300°С. Это особенно важно для повышения эксплуатационной стойкости поршней двигателей внутреннего сгорания в рабочем интервале температур.

Поставленная задача решается следующим образом: в способе термической обработки силуминов, включающем закалку и старение, перед закалкой дополнительно проводят нагрев и охлаждение по режиму старения с обеспечением цикла термической обработки, включающего старение - закалку - старение, при этом время выдержки при нагреве под закалку и при старении составляет 15-30 минут, а количество циклов термической обработки составляет один и более.

Предложенный способ термической обработки снижает коэффициент линейного расширения за счет образования продуктов распада пересыщенного твердого раствора легирующих элементов и примесей в основе. Эти продукты распада, армируя основу, препятствуют ее расширению, что в конечном итоге приводит к снижению коэффициента линейного расширения силуминов в интервале 150-300°С.

Пример. Испытания проводили на промышленных сплавах марок АК7 и АК9. Дилатометрические образцы из этих сплавов (диаметр 3 мм, длина 49,5 мм) подвергали термической обработке по известному и предлагаемому режимам. Измерение коэффициента линейного расширения проводили на оптическом дифференциальном дилатометре Шевенара. Результаты испытаний приведены в таблице.

ТаблицаЛинейное расширение сплавов АК7 и АК9 в зависимости от условийобработкиСплав, режим термической обработкиКоэффициент линейного расширения α·10⁶, град^-1 при температуре, °С50100150200250300350400450123456789101. Сплав АК7         Известный:         нагрев до 535°С, ±5, вода, старение при 200°С, выдержка 2 ч, воздух20,5821,0721,2321,5531,1324,7122,5721,8722,27         Предлагаемый: 1 цикл - старение 200°С, 15 мин, воздух, нагрев до 535±5°С, выдержка 30 мин, вода, старение 200°С, 15 мин, воздух                           1 цикл21,1721,6720,8321,1622,4422,5422,8922,1520,812 цикла21,1721,0720,6921,2820,6119,9920,2921,1420,43

Продолжение таблицы123456789102. Сплав АК9 Известный: Нагрев до 535±5°С, выдержка 2 ч, вода, старение при 175±5°С, выдержка 10 ч, воздух                           18,5120,2820,9521,8522,7629,1823,1522,1821,15                                    Предлагаемый: 1 цикл - старение 175±5°С, 30 мин, воздух, нагрев до 535±5°С, 15 мин, вода, старение при 175±5°С, 30 мин, воздух                                                                                 1 цикл20,0620,8020,6921,0018,1518,6615,5610,099,752 цикла21,1720,7920,6921,2821,5421,6722,0020,2615,783 цикла20,0620,5420,2921,0120,7520,8920,9714,5515,90

Как видно из приведенных результатов, использование предложенного способа по сравнению с известным обеспечивает снижение коэффициента линейного расширения силуминов в интервале 150-300°С в среднем на 8-30%. Следует отметить, что использование предложенного способа снижает значения коэффициента линейного расширения за более короткое время по сравнению с известным способом.

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для обработки изделий из силуминов. Проводят цикл старение - закалка - старение. Время выдержки при температуре нагрева под закалку и при старении составляет 15-30 минут. Количество циклов термической обработки составляет один или более. Снижается коэффициент линейного расширения силуминов в интервале 150-300°С. 1 табл.

Способ термической обработки силуминов, включающий закалку и старение, отличающийся тем, что перед закалкой дополнительно проводят нагрев и охлаждение по режиму старения с обеспечением цикла термической обработки, включающего старение - закалку - старение, при этом время выдержки при температуре нагрева под закалку и при старении составляет 15-30 мин, а количество циклов термической обработки составляет один или более.