Способ изготовления деталей из дуралюмина

(71) Заявитель 54) ОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИЗ ДУРАЛЮМИНА Изобретение относится к области ме. таллургии, а именно к формообразованию и термообработке изделий из сплавов типа дуралюмин, преимущественно крупногабаритных длинномерных профилей различного вида, работающих в условиях повышенных температур (выше, 150 С), и может быть использовано в машиностроении, судостроении и других отраслях промышленности.Известен способ изготовления деталей в том числе и длинномерных профилей из дуралюмина (например, из Д 16), работающих в условиях повышенных температур, заключающийся в том, что заготовку в отожженном состоянии формообразуют, закаливают, правят в свежезакаленноа состоянии, т.е, в ограниченном интервале времени с момента закалки (например, для сплава Д 16 в течение 1,5-2 ч) с ограничением степени деформации в пределах 1-3% и производят искусственное старение1 ),Однако, этот способ не позволяетизготавливать подсечки на деталях,трудоемкость проведения правки усложняет технологию и не позволяет уложить.ся во времени, обеспечивающем удовлетворительную пластичность материала смомента закалки, что снижает качестводеталей (в связи со снижением запасапластичности и увеличением уровня остаточных напряжений) или требует специального термического оборудования,Кроме того, использование указанного способа приводит к получению деталейс крупным зерном в местахс критическими степенями деформации ( =6-14%,в очаге. деформации после закалки), чтоухудшает свойства материала.Известен также способ изготовлениядеталей иэ дуралюмина (Д 16) для рабоо ты в условиях повышенных температур,наиболее близкий по технологической сущности к предлагаемому, заключающийсяв том, что заготовку после закалки фор 3 10024мообразуют в свежезекаленном состояниии производят искусственное старение Г 2 ).Этот способ не приводит к образованию крупного зерна,Однако предназначен данный способдля получения деталей несложных формтипа обшивок, обечаек, так как связанс. ограничением степени деформации всвежезакаленном состоянии в пределахдо 3%. 16В случае использования его для получения деталей более сложных, в том числе длинномерных профилей, деталей споссечками со степенями деформацийбиост 7 3%, повышается уровень остаточных напряжений, снижается запаспластичности, что соответствует разрушению детали в условиях эксплуатации,причем последнее усугубляется процессомискусственного старения, тем самым 20снижается долговечность конструкции,Кроме того, в связи с указаннымиограничениями данный способ ие можетбыть применен и для изготовления надеталях подсечек глубиной и больше 252 мм,Белью изобретения является расширение технологических ,возможностейспособа и повышение долговечности деталей. 30Указанная цель достигается тем, чтозаготовку после закалки деформируют,затем производят обработку на возврати осуществляют искусственное старение.Использование обработки на возвратдеармированной детали до искусственного старения уменьшает уровень остаточных напряжений, обеспечивает повышениезапаса пластичности материала, и, следовательно, повышение долговечностидетали.Описываемый способ осуществляетсяследующим образом,Д,чинномерные профильные детали( 5 - толщина степени деформации до20%) с подсечками высотой до Ъ = 5 мм(Ео до 10%) изготавливают из спла-ва Д 16 и предназначаются в искусствен- .50но состаренном состоянии для работы вусловиях повышенных температур свыше150 фС,Листовой материал в отожженном состоянии в процессе раскроя распускается 55 на полосы, которые подвергаются закалке в воде согласна стандартным режимам;"В .чагрева = 495-505 С, время выдержкио оов заеисил;ости от толщины и виде термоагрегата (например, для толшин 1,2-3 ммот 10-15. мин при нагреве в воздушныхпечах).Далее заготовку в свежезекаленномсостоянии (в пределах времени 1,5-. 2 чс момента закалки) деформируют с цельюполучения профиля с указанными геометрическими параметрами с помощьюпуансона и матрицы и на гибочном прессеили на профилегибочном станке (при этомдопускается изготовление профилей срадиусами ) 71 (2-3) 5 , где 5толщина материала) и производят подсечку профилей с глубинами 1 ч до 5 мм,Далее без ограничения времени с момента закалки (и деформации) производятобработку на возврат, которая для сплава Д 16 заключается в нагреве профилясо скоростями ыше 50%. до температуры265-275 С в течение 15-30 с и охлаждении в воде с температурой не выше40 С (как при закалке).Далее профиль подвергается искусственному старению при температуре190 С с выдержкой 12 ч и охлаждениюона воздухе,При осуществлении способа в процессе возврата происходит изменениесвойств материала: происходит пересрайка структуры материала (растворениефаз Гинье-Престоне) - материал возвращается в свежезакаленное состояние. Одновременно с этим снижается уровень остаточных напряжений, увеличивает.ся пластичность и вязкость разрушенияматериала,В процессе закалки и деформированияпри изготовлении деталей из сплава происходит накопление остаточных напряжений, Известно, что уровень их толькоза счет закалки, например, сплава Д 16может достигать 25-30 кгс/мм, чтоЯ.значительно ухудшает служебные характеристики сплава в искусственно состаренном состоянии,Увеличение температуры в процессевозврата позволяет снизить уровеньостаточных напряжений л на 50%,снизить предел текучести на 10-15%,что увеличивает запас пластичности,вязкость разрушения материале и обеспечивает повышение долговечности деталей изделия, при работе материалав искусственно состаренном состоянии,Тем самым расширяются и технологические возможности изготовления деталей, особенно профилей, снижается тру1002400 20 Составитель С. НиколаеваРедактор Н, Коляда Техред Т,Маточка Корректор А, ференц Заказ 1732/11 Тираж 625 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5доемкость их изготовления, поскольку основную операцию формообразования можно осуществлять в свежезакаленном состоянии в более широком интервале деформаций ( лф до 10%, в случае % гибки профилей - до 15%) и устраняевся значительный объем работ, при правке (с ограничением степени и времени деформации) в свежезакаленном состоянии деталей, исходным состоянием для 10 изготовления которых ранее служило отожженное состояние материала.Эксперименты по оценке уровня остаточных напряжений были проведены на деталях (типа стаканов О 80 мм), вытя нутых (со степенью вытяжки 1,95) из сплава Д 16 (л, 1,5 мм) в свежезакаленном состоянии (в пределах 1,5 ч с момента закалки). Стаканы на токарном станке были.распущены на кольца высотою 2 мм.Кольца разделялись на 3 группы, Однаиз них не подвергалась дальнейшей обработке. Одна из двух оставшихся групп 23предварительно подвергалась обработкеи." возврат при старении ( Ф = 270 ОС,Г : 30 с) и цалее эти две группыколец были подвергнуты старению при190 оС в течение 12 ч,30Замеры внутренних диаметров колец(исходных - Ро и последующих - 3в двух взаимно перпендикулярных направлениях и толщины ( 5 ) их производились после искусственного старения дои после разрезки каждого кольца еУ-5 сеО)-р)Далее по формулеЭ1 о оценивался уровень остаточных напряжений. Распределение остаточных напряжений по высоте стакана переменно (максимальное - ближе ко диу его) и составляло после вытяжки 200-100 МПа, после вытяжки и искусственного старения-70 МПа, после обработки на возврат при старении и искусственного старения - 60-40 МПа.Таким образом, уровень остаточных напряжений на деталях, обработанных по предлагаемому способу, на 50% ниже, чем у деталей обработанных по известному способу, В результате повышается эксплуатационная надежность деталей и тем самым их долговечность. Формула изобретения Способ изготовления деталей из дуралюмина, включающий закалку, деформацию1 и искусственное старение, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширениятехнологических возможностей способа иповышения долговечности деталей, передстарением проводяг обработку на возврат.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. ПИ 1,2.136-79 ВИАМ Применениеполуфабрикатов из сплава Д 16 ч в искуоственно состаренном состоянии, п.п. 4,1,4,2.2. Там же, п,н. 2.4, 2.5.