СПОСОБ ЗАКАЛКИ ЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА Д16 Российский патент 2013 года по МПК C22F1/57 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при закалке листовых заготовок сплава Д16 для дальнейшего изготовления из них деталей высокоточных приборов (рам, корпусов, крышек, стенок, плат и др.)

Известен способ закалки заготовок из сплава Д16, который заключается в нагреве заготовок до 492-500°С, выдержке и охлаждении в воде с температурой 10-40°C. «Термическая обработка полуфабрикатов и деталей из алюминия и алюминиевых деформированных сплавов», производственная инструкция ПИ 1.2.255-83 [1]. Способ взят в качестве аналога. При закалке по способу-аналогу происходит недопустимая деформация, коробление листовых заготовок из сплава Д16 толщиной до 5 мм. Деформацию, коробление требуется устранять с помощью механической правки, что повышает трудоемкость технологического процесса и увеличивает его продолжительность.

Известен способ термической обработки заготовок из алюминиевого сплава Д16 Патент РФ 2324000 «Способ термической обработки деталей из сплава Д16» [2]. Способ взят в качестве прототипа.

По способу-прототипу заготовки нагревают до температуры закалки, охлаждают сначала с печью до 430°C со скоростью 130-150°C в час, выдерживают 3 минуты, охлаждают в воде с температурой 80-100°C, а затем в воде с температурой 20°C и старят. При закалке по способу-прототипу, возникает существенная разность температур (более 330°C), что приводит к значительной деформации листовых заготовок толщиной до 5 мм. Это увеличивает трудоемкость при изготовлении деталей высокоточных приборов.

Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого изобретения, состоит в уменьшении деформации в несколько раз по сравнению со способами - аналогом и прототипом у листовых заготовок сплава Д16.

Технический результат достигается тем, что в способе закалки листовых заготовок из алюминиевого сплава Д16, включающем охлаждение с температуры закалки до 430°C со скоростью 130-150°C в час, выдержку в течение 3 минут и охлаждение в воде при 90-100°C, окончательное охлаждение до температуры ниже 25°C и старение, окончательное охлаждение заготовок производят между стальными плитами толщиной до 5 мм с габаритными размерами, на 5-10 мм большими аналогичных размеров листовых заготовок.

Перечисленные особенности являются новым существенным отличием предлагаемого способа от известных способов, что и обеспечивает технический результат. Технический результат обеспечивается методом охлаждения листовых заготовок сплава Д16 между стальных плит с температуры 90-100°C до температуры ниже 25°C.

Пример практического применения. Образцы из алюминиевого сплава Д16 подвергали закалке по различным режимам.

Образцы изготавливали из листа толщиной 2 мм.

Таблица Размеры и свойств образцов сплава Д16 после различных режимов закалки. № режима Режим закалки. Прогиб образца ±мм Свойства образцов Примечания σ_в (кгс/мм²) δ (%) 1 2 3 4 5 6 1 Нагрев образцов до 492-500°C, выдержка 30 минут, охлаждение в воде с температурой 10-40°C, выдержка 2 минуты, охлаждение на воздухе. +2-2,5 41-43 10-12 Способ-аналог 2 Нагрев образцов до 492-500°C, выдержка 30 минут, охлаждение с температуры закалки до 430°C, со скоростью 130-150°C в час, выдержка 3 минуты, охлаждение в воде с температурой 80-100°C, выдержка 2 минуты, охлаждение в воде при 20°C. +0,4-0,7 40-42 12-14 Способ-прототип 3 Нагрев образцов до 492-500°C, выдержка 30 минут, охлаждение с температуры закалки до 430°C со скоростью 130-150°C в час, выдержка 3 минуты, охлаждение в воде при 90-100°C, выдержка 2 минуты затем охлаждение до температуры ниже 25° между стальными плитами толщиной 5 мм. +0,02-0,04 41-43 10-12 Предлагаемый способ 4 Нагрев образцов до 492-500°C, выдержка 30 минут, охлаждение с температуры закалки до 430°C со скоростью 130-150°C в час, выдержка 3 минуты, охлаждение в воде 70°C, выдержка 2 минуты, охлаждение до температуры ниже 25°C между стальными плитами толщиной 4 мм. +0,04-0,07 41-43 10-12 Способ, выходящий за пределы предлагаемого Примечания к таблице. 1. При термической обработке использовали образцы типа I ГОСТ 1497-84 по три штуки на каждый режим закалки.
2. Деформацию (прогиб) измеряли в середине длины образцов щупами. Точность измерения составляла ±0,01 мм. 3. Образцы для каждого режима вырезали из листа сплава Д16 согласно ГОСТ1497-84.Направление проката образцов устанавливали перпендикулярно их длине. Перед закалкой прогиб образцов был 0.05-0,08 мм.
4. Значения прочности (σ_в) и пластичности (δ, %) в таблице приведены после старения по режиму 190±5°C в течение 11 часов.
5. Металлические плиты применяли из стали 45 с шероховатостью поверхности $$\stackrel{0.63}{\vee }-\stackrel{1.25}{\vee }$$ .

Результаты таблицы показывают, что предлагаемый режим обеспечивает уменьшение деформации образцов более чем в десять раз по сравнению со способами - аналогом и прототипом при практически одинаковой прочности и пластичности после старения при 190±5°C в течение 11 часов.

Использование предлагаемого способа позволяет:

1. Существенно уменьшить деформацию после закалки листовых заготовок из сплав Д16.

2. Уменьшить трудоемкость технологического процесса изготовления деталей за счет исключения операции механической правки.

Источники информации

1. «Термическая обработка полуфабрикатов и деталей из алюминия и алюминиевых деформируемых сплавов», ПИ 1.2.255.-83, п.422.

2. Патент РФ 2324000 «Способ термической обработки деталей из сплава Д16». 3аявка №200613686/02 (039945) с приоритетом от 16.10.2006 г.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в точном приборостроении и машиностроении, в частности при термической обработке листовых заготовок из алюминиевого сплава Д16 перед дальнейшим изготовлением из них деталей высокоточных приборов, например рам, корпусов, крышек, стенок, плат и др. Способ включает охлаждение листовых заготовок с температуры закалки до 430°С со скоростью 130-150°С/час, выдержку при этой температуре в течение 3 мин, охлаждение в воде с температурой 90-100°С, окончательное охлаждение до температуры 25°С и последующее старение, при этом окончательное охлаждение проводят между стальными плитами толщиной до 5 мм с габаритными размерами на 5-10 мм больше аналогичных размеров листовой заготовки. Техническим результатом изобретения является значительное уменьшение деформации листовых заготовок из алюминиевого сплава Д16. 1 табл.

Способ термообработки листовых заготовок из алюминиевого сплава Д16, включающий охлаждение с температуры закалки до 430°С со скоростью 130-150°С в час, выдержку в течение 3 мин, охлаждение в воде при 90-100°С, окончательное охлаждение до температуры ниже 25°С и старение, отличающийся тем, что окончательное охлаждение заготовок производят между стальными плитами толщиной до 5 мм с габаритными размерами, на 5-10 мм большими аналогичных размеров листовых заготовок.