СПОСОБ СТАРЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ВЫСОКОТОЧНЫХ ПРИБОРОВ ИЗ ЗАКАЛЕННОГО СПЛАВА АК8М Российский патент 2011 года по МПК C22F1/43 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при термической обработке деталей высокоточных приборов.

Известен способ старения закаленного алюминиевого сплава АК8М, который заключается в нагреве при 170±5°C с выдержкой в течение 8-16 часов и охлаждении на воздухе [I]. Способ взят в качестве аналога. Этот способ старения повышает прочность у сплава АК8М, но при этом существенно снижается пластичность (относительное удлинение - δ≥1,5%), что может привести к хрупкому разрушению деталей, особенно в условиях эксплуатации при отрицательных температурах (-60°С).

Известен способ двухступенчатого старения сплава АК8М, который включает нагрев при 130±5°C с выдержкой 2-3 часа, далее производят нагрев до температуры 160±5°C, выдерживают 4-6 часов и охлаждают на воздухе. Этот способ взят в качестве прототипа [II]. Способ-прототип не обеспечивает прочность, необходимую для тонкостенных деталей высокоточных приборов.

Технический результат изобретения - повышение прочности и надежности деталей.

Технический результат изобретения достигается способом старения деталей высокоточных приборов из закаленного сплава АК8М, включающим двухступенчатое старение с охлаждением на воздухе, в котором первую ступень старения проводят в течение 1,5 часов при температуре 140±5°С, а затем нагревают детали до 170±5°С, выдерживают 3 часа на второй ступени старения.

Предлагаемый способ старения деталей высокоточных приборов из сплава АК8М имеет новые существенные отличия от способов аналога и прототипа, что обеспечивает технический результат.

Технический результат достигается за счет образования центров зарождения упрочняющей фазы по всему объему сплава на первой ступени старения (140±5°С, 1,5 часа).

Это способствует дальнейшему равномерному образованию (коагуляции) упрочняющей фазы на второй ступени старения уже при более высокой температуре (170±5°С, 3 часа), что способствует увеличению прочности и пластичности закаленного сплава АК8М по сравнению со способом аналога и прототипа.

Пример практического применения.

Подвергали старению по различным режимам образцы 2-х плавок сплава АК8М.

Результаты исследования указаны в таблице.

  Свойства образцов из сплава АК8М состаренных по различным режимам после закалки при 515±5°С - выд. 4 часа и охлаждение в воде №№ п/п №№ Плавки Режимы старения Свойства Среднее значение свойств Примечание σ_в, кгс/мм² δ,% σ_в, кгс/мм² δ,% 1 2 3 4 5 6 7 8 1 А Нагрев до 170±5°С, выдержка 8 часов, охлаждение на воздухе 28,5-29 2,7-2,9               29,6 2,6     В 29-31 2,5-2,7       1a           Способ-аналог А Нагрев до 170±5°С, выдержка 16 часов, охлаждение на воздухе. 29,1-29,9 2,5-2,7             29,7 2,5     В 29,4-30,3 2,3-2,5       2 А Нагрев до 130±5°С, выдержка 3 часа, нагрев до 160±5°С, выдержка 4 часа, охлаждение на воздухе 25,1-26,5 2,9-3,1   -           25,8 3,0 Способ-прототип               В 25,6-26 2,8-3,2                 2а А Нагрев до 130±5°С, выдержка 2 часа, нагрев до 160±5°С, выдержка 6 часов, охлаждение на воздухе 25,1-26,5 2,9-3,1               25,8 3,05     В 25,4-26,1 3,0-3,2                         Нагрев до 140±5°С, выдержка 1.5 часа, нагрев до 170±5°С, выдержка 3 часа, охлаждение на воздухе         Предлагаемый способ   А 29,2-31,1 3,0-3,2     3       30,3 3,1               В 29,4-31,5 3,0-3,3                     Нагрев до 130±5°С, выдержка 3 часа, нагрев до 170±5°С, выдержка 8 часов, охлаждение на воздухе         Способ, выходящий за пределы предлагаемого 4 А 31,4-32,0 2,1-2,7             32 2,4             ' В 32,1-32,5 2,0-2,5                

Примечания к таблице. 1. При экспериментах использовали образцы №2 табл.3 ГОСТ 1583-93. Образцы отлиты в песчаные формы.

2. Химический состав: Si Mn Mg Cu Ti Fe   Плавка А 7,7 0,3 0,38 1,1 0,14 0,5   Плавка В 7,8 0,33 0,39 1,3 0,15 0,38

3. На каждый режим термической обработки использовали по три образца каждой плавки.

4. Результаты свойств таблицы являются среднеарифметическими значениями испытаний 3-х образцов.

5. Точность температуры в электрических печах ±5°С.

Использование предлагаемого способа позволяет получить по сравнению со способом-прототипом следующие преимущества:

1) Повысить прочность σ_в более чем на 17%.

2) Сократить продолжительность технологического процесса на 1,5-4,5 часа.

Источники информации

Межгосударственный стандарт. Сплавы алюминиевые литейные.

Технические условия ГОСТ 1583-93. Приложение В. Рекомендуемые режимы термической обработки сплавов. Таблица В.1

I) Стр.41а; Стр.29а, б.

II) Стр.41б; Стр. 29а, б.

Изобретение относится к металлургии и может быть применено при термической обработке отливок из сплава АК8М при изготовлении высокоточных деталей. Способ старения деталей высокоточных приборов из закаленного сплава АК8М включает двухступенчатое старение с охлаждением на воздухе. Первую ступень старения проводят в течение 1,5 часов при температуре 140±5°С, а вторую ступень - в течение 3 часов при температуре 170±5°С. Повышается прочность без снижения пластичности и надежность деталей. 1 табл.

Способ старения деталей высокоточных приборов из закаленного сплава АК8М, включающий двухступенчатое старение с охлаждением на воздухе, в котором первую ступень старения проводят в течение 1,5 ч при температуре 140±5°С, а затем нагревают детали до 170±5°С и выдерживают 3 ч на второй ступени старения.