СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВЫСОКОТОЧНЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ СПЛАВА АК4-1ч ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ИХ РАЗМЕРОВ Российский патент 2011 года по МПК C22F1/57 

Предлагаемый способ относится к области термической обработки и может быть применен при термической стабилизации размеров высокоточных деталей (рам, кронштейнов, корпусов и т.п.) во время их изготовления из плит сплава АК4-1 ч.

Известен способ термической стабилизации деталей из алюминиевых сплавов АК4-1 ч по ОСТ 1 80276-86-Термическая стабилизация размеров металлических деталей прецизионных приборов. Типовой технологический процесс табл.19 [1], взятый в качестве аналога. Недостатками аналога является то, что:

1) Этот типовой технологический процесс предусматривает 4 операции термической стабилизации, т.е. способ-аналог имеет длительный технологический процесс стабилизации размеров деталей.

2) В режимах стабилизации не применяется более высокая температура нагрева (190°С) для снижения напряжений после механической обработки.

Существует способ термической стабилизации размеров высокоточных деталей из сплава Д16 по патенту №2354741 [2] (заявка №2007122893 с приоритетом от 18 июня 2007 г.), взятый в качестве аналога. В этом способе искусственное старение выполняют в два этапа по 5,5 часов каждый. Для сплава АК4-1 ч этого времени недостаточно, т.к. он легирован никелем и требует более длительного искусственного старения - 12 часов.

Наиболее близким аналогом предложенного изобретения является способ термической обработки высокоточных деталей из сплава АК4-1 ч для стабилизации их размеров, включающий закалку и старение (RU 2323999 С1, МПК C22F 1/057, 10.05.2008, формула).

Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого способа, состоит в сокращении длительности технологического процесса.

Технический результат, достигается тем, что способ термической обработки высокоточных деталей из сплава АК4-1 ч для стабилизации их размеров включает закалку и старение, причем искусственное старение проводят в два этапа при температуре 190°С в течение 6 часов каждый, при этом после первого этапа старения осуществляют механическую обработку.

Отличительный признак предлагаемого способа: проведение механической обработки после первого этапа искусственного старения, проводимого при 190°С в течение 6 часов и совмещение второго этапа искусственного старения со стабилизирующим отпуском, проводимого при 190°С в течение 6 часов, вместо операции 5 табл.19 [1], которая длится 8-10 часов при 160-180°С.

Перечисленные особенности являются новым существенным отличием предлагаемого способа от известных, что и обеспечивает технический результат за счет совмещения второго этапа искусственного старения со стабилизирующим отпуском.

Пример практического применения.

Подвергали закалке и стабилизирующей обработке образцы из сплавов АК4-1 ч по различным режимам. Результаты исследования указаны в таблице. Искусственное старение сплавов АК4-1 ч разделяли на 2 временных этапа согласно [3] «Термическая обработка полуфабрикатов и деталей из алюминиевых и алюминиевых деформируемых сплавов п.5.2.7 ПИ 1.2.255-83. Типовой технологический процесс».

Свойства образцов из сплава АК4-1 ч, термообработанных по различным режимам №№ п/п Режим старения при 190°С Свойства и изменение размеров образцов, Свойства и изменение размеров образцов после 140°С в течение 8 часов (стабилизирующее старение) Примечание σ_в, кгс/мм² δ, % σ_в, кгс/мм² δ, % Изменение размеров, ± мм 1 Непрерывное 12 часов по ОСТ 1.80278-86 42 8 42 8 0 Аналог 2 Прерывистое 6 часов +6 часов           Предлагаемый режим 42 11 42 11 0 42 10 42 10 0 3 Прерывистое 4 часа +8 часов           Режим, выходящий за пределы предлагаемого способа 38 12 38 12 +0,015 42 10 42 10 0 4 Способ по патенту №2354741 5,5 часов 4-5,5 часов 41 12 42 12 +0,005 Прототип Примечания к таблице: 1. Закалку образцов из плиты ≠60 мм производили по режиму 530±5°С, выдержка 1 час, охлаждение в воде 25°С. Режим согласно инструкции ВИАМ ПИ 1.2.255-83 2. При термической обработке использовали образцы тип III ГОСТ 1497-84. Торцы образцов доводили до шероховатости 0,16 3. Результаты измерения размеров (длины) образцов являются среднеарифметическим значением измерения 3-х образцов 4. Измерения длины (55 мм) образцов выполняли с точностью ±0,001 мм 5. Образцы по 3 шт от каждого режима вырезали из плиты согласно ГОСТ 17232-99

Из результатов таблицы следует, что предлагаемый режим не отличается от режимов аналога и прототипа по механическим свойствам и изменению размеров, но сокращает продолжительность технологического процесса изготовления деталей высокоточных приборов более чем на 8 часов за счет исключения операции 5 (см. лист 1).

Результаты таблицы подтверждают, что после применения предлагаемого способа термической стабилизации размеров высокоточных деталей закаленного сплава АК4-1 ч не обнаружено изменение размеров (таблица) после стабилизирующего старения при 140°С в течение 8 часов.

Использование предлагаемого способа позволяет:

Сократить режим термической стабилизации высокоточных деталей из сплава АК4-1 ч более чем на 8 часов за счет сокращения стабилизирующего отпуска (см. ссылку лист 1).

Источники информации

1. ОСТ 180278-86. Термическая стабилизация размеров деталей прецизионных приборов. Типовой технологический процесс. -1 л.

2. Патент №2354741, заявка №2007122893/02 от 18.06.2007 г.

3. Термическая обработка полуфабрикатов и деталей из алюминиевых и алюминиевых деформируемых сплавов ПИ 1.2.255-83. Типовой технологический процесс.

Изобретение относится к области термической обработки и может быть применено при термической стабилизации размеров высокоточных деталей из сплава АК4-1 ч. Способ включает закалку, искусственное старение, которое проводят в два этапа при температуре 190°С в течение 6 часов каждый, при этом после первого этапа старения осуществляют механическую обработку. Сокращается длительность технологического процесса. 1 табл.

Способ термической обработки высокоточных деталей из сплава АК4-1ч для стабилизации их размеров, включающий закалку и искусственное старение, отличающийся тем, что искусственное старение проводят в два этапа при температуре 190°С в течение 6 ч каждый, при этом после первого этапа старения осуществляют механическую обработку.