Способ термической обработки силуминов Советский патент 1983 года по МПК C22F1/43 

- . - V. :.

Изобретение относится к металлургии , в частности к термической об-, работке силуминов, и может быть использовано на машиностроительных заводах при изготовлении деталей литьем под давлением, штамповкой жидкого металла.

Особенности литой структуры влияют на кинематику фазовых и структурных .превращении- в сплавах при нагреве под закалку.

Известен способ термообработки силуминоц (сплавы Лл, Ал9 и. др.) , .включающий закалку при нагреве до 530-5 0°С с выдержкой 2-6 ч и старения при нагреве до 1бО-170°С с выдержкой ч 1 .

Продолжительность выдержки при : температуре закалки определяется- состоянием структуры отливки, т.е. методом литья и м атериалом формы.

Для отливок, изготовляемых в металлические формы, время выдержки

ПОД закалку на 20-50% меньше, чем для отливок, получаемых в песчаные формы. Однако для силуминов с мелкокристаллической структурой, отливаемых в пресс-формы под высоким поршневым давлением, нагрев под закалку ДО 530-5 0°С и длительная выдержка приводят к появлению на поверхностях отливок Кратероподобных дефектов (вздутий и пузырей) и к короблению

10 при закалке сложных по конфигурации отливок. Кроме того по известному способу велика продолжительность термической обработки силуминов.

Наиболее близким к изобретению

15 по технической сущности является способ термической обработки силуминов, изготовляемых литьем под давлением,включающий 2-х ступенчатый нагрев с закалкой в воду. Способ ступенча20того нагрева под закалку алюминие- . вого сплава марки , заключающий-: ся в нагреве сплава на первой ступени до Й95±5 С и нагреве до 515t5C

на второй ступени с выдержкой соответственно 2и ч позволяет расширить область температур нагрева под .закалку, повысить механические свойства и сократить длительность термической обработки в сравнении со способом одноступенчатого нагрева t2j.

Однако длительное пребывание сплавов (около k ч) при температуре приводит к возникновению закалочных пузырей (вздутий) и короблению сложных по конфигурации отливок. Известный способ не обеспечивает получение отливок из силуминов, отливаемых в пресс-формы под поршневым давлением, свободных от закалочных пузырей и коробления, так как на поверхностях .отливок происходит частичное дуффиндирование газов, образующихся от взаимодействия расплава со смазками, наносимыми на поверхности пресс-формы. Растворенный газ находится в мелкодисперсном состоянии в поверхностных слоях отливки на глубине не более.1 мм.При высоком нагреве (выше 500°С) под закалку и длительной выдержке мелкие газовые включения увеличиваются в объеме, коагулируют в крупные включения, что приводит к образованию вздутий (поверхностных пузырей). Высокотемпературный нагрев (510-520 С) сложных по конфигурации и тонкостенных отливок и закалка в воду создают больше внутренние напряжения в отливках, способствующие их короблению.

Цель изобретения - предотвращение .образования поверхностных закалочных пузырей и уменьшение коробления. Поставленная цель достигается те что первую ступень нагрева под закалку осуществляют при 55-t65 C в течение 0,5-0,8 ч, затем 2-3 раза поднимают температуру на 10-20°С с выдержкой на каждой ступени по 0,2-0,+ ч, а закалку проводят с 490-500°С. Для силуминов, отливаемых в прес формах под высоким поршневым давлением, скорость охлаждения настольКО велика, что уже в литом состоянии значительная часть легирующих компонентов,ответственных за дисперсное твердение, находится в пересыщенном твердом растворе, способствуя появлению склонности к дисперсному твердению .

Силумины с мелкокристаллической структурой при нагреве до и . выдержке не более О, ч сохраняют достаточную прочность, исключающую . образование закалочных пузырей (вздутий) и значительно снижающую коробление отливок при закалке. Для силуминов, у которых значительная часть упрочняющих фаз находится в пересыщенном твердом растворе, предварительный нагрев и выдержка способствуют дальнейшему растворению упрочняющих фаз в твердый раствор, а последующие ступени с нагревом в 10-20° и выдержкой на каждой ступени по 0,2-0,4 ч завершают переход легирующих компонентов (упрочняющих фаз) в пересыщенный твердый раствор, что и фиксирует закалка в воду при 90-500°С. .

П р и м е Pi По предложенному способу отливки из сплава Лл9, изготовленные литьем под давлением, предварительно нагревают при 455465°С, выдерживают 0,6 ч, поднимают 2-3 раза температуру печи на 10-20 и выдерживают на каждой ступени 0,3 ч, закаливают при 485-505 С в воду при 0-70°С и старят по режиму 16015°С 3ч.

По известному способу отливки на гревают до 495°С, выдерживали 2 ч. затем поднимали температуру до 520 С, выдерживали k ч, калят в воду с температурой 40-70С и старили по режиму 1бО±5°С в течение 3 ч. В таблице приведены результаты испытаний. Описываемый способ повышает качество отливок за счет исключения закалочных пузырей и коробления при получении оптимальных прочностных и пластических свойств деталей.

vb oo

vX)

т

r

ил

Г(

p

CMtM

о r

о

fL

rf

a

(0

I- o 1-

о

ь о

a

ITi 1Л LT О О)

т. oo г -3- -aLTV

I

I

I (С

I

o: I I

« I ff

a: I

T- CM

Csl

I

u m

L.

П5

Ct

(U S Q. 2

1 Z Формула изобретения Способ термической обработки силуминов, преимущественно полученных литьем под давлением, включающи Ступенчатый нагрев под закалку, выдержку, закалку и старение, о т л и чающийся тем, что, с целью предотвращения образования поверхностных закалочных пузырей и уменьшения коробления, первую ступень нагрева под закалку осуществляют пои в течение 0,5-0,8 ч. 98 затем 2-3 раза повышают температуру на lO-ZO C с выдержкой на каждфй ступени по 0,2-0, ч, а закалку про I - О с i 90-500 C. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Колобков И.Ф. и др. Справочние литейщика. М., Цветное литье, 197, с. 152-171. 2.РТМЗ-851-75. Отливки из алюминиевых сплавов. Режимы термической обработки, с. 5