Способ производства полуфабрикатов из высокопрочных алюминиевых сплавов

ц,, г лОЛ ИИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соеетскик Соцкалксткческк а Республик(51) М. Кл. С 22 Р 1/04 Государственный комитет СССР но делам итобретений и открытий(72) Автор изобретения Иностранная фирмаСосьете де Вант де лАлюминиум Пешиней(Франция)(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫ) АЛОМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ Изобретение относится к области обработки металлов давлением, преи-мущественно к высокопрочным алюминиевым сплавам.Известен способ производства полуфабрикатов из высокопрочных труднодеформируемых алюминиевых сплавов ,путем прессования, штамповки, волочения и т.д., гри котором слитки предварительно нагревают перед последущей гластичесской деформацией. При этом рекомендуемая температура для сплавов не превышает 450 оС; она должна быть на 50-100 оС ниже температуры максимальной пластичности. Увеличение температуры приводит к такому увеличению температуры в очаге деформации, что профилированный полуфабрикат выходит частично ожижен ным 1),Целью изобретения является снижение усилий деформации при сохранении комплекса механических свойств. Это достигается путем проведения нагрева слитка в условиях, обеспечивающих.ему реотропное состояние, при которых нагрев осуществляют до температур, лежащих между температурами солидуса и ликвидуса, до получения жидкой фазы в сплаве от 4 до 35 с выдержкой в течение 5-60 мин.Продолжительность выдержки при указанной температуре необходима для появления глобулярной структуры для придання текучести сплаву. Она изменяется в зависимости от типа сплава и от температуры нагрева.Цилиндрические слитки, полученные литьем в кокиль непрерывным или полунепрерывным способом, нагревают согласно изобретению и загружают в контейнер пресса для производства профилей, При этом при высоком содержании жидкой Фазы требуется охлаждение Фильеры воздухом или водой. Такое охлаждение должно быть достаточным для отверждения всей доли жидкой фазы в слитке,Описываемый способ позволяет увеличить степень вытяжки и(или) скорость прессования и снизить давление прессования; при этом уменыаается износ инструмента.П р и м е р 1, Три цилиндрических слитка диаметром 100 мм и длиной 300 мм из сплава АИ 48 С (химический состав, В: основа алюминий; железо 0,42; кремний 0,91; медь 4,24; мар.ганец 0,82, магний 0,51; в отлитом722494 Состоя- Слито А (585 1 249 23,5 7 33,3 37,7 12 1 3,3 0 47 6 14,о 30хЖ е я нео а для брете 4 34 В состоянии гэксрузии при Отпуск 8 ч и 175 С 34,2 12 Состояние Т 6 53,8 10,8 слиток. аботанв теью полу4 БС через язы о необычная, ае ее проворезультатами, поверхностичто близкодля пресса я слит изоб л состоянии поддерживают в течение 15 мин при 585 С (слиток А), 595 С (слиток В) и 605 оС (слиток С), что соответствует содержанию жидкой Фаз,. 6 1. (слиток А), 8 (слиток В) и 13 (слиток С) .Во время трех последовательных опытов их вводят в нагретый до 420- 450 С контейнер ВОО-тонного экструзионного пресса и немедленно подвергают экструзии со скоростью 8 м/мин в профиль с прямоугольным сечением 40 х 3 мм. Охлаждение матрицы водой регулируют так, что температура выходящего профиля около 450 оС. Манипуляцию со слиткаГ22,5 35,4 22,2 24,1 3831,1 37,1 12,7 .35,4 40, 41 4 46,9 14,8 42 4 47 П р и м е р 2. Слитки из АИ 4 БС диаметром 100 мм и такого же состава, как в примере 1 обрабатывают в те" чение 15 мин при 572 оС так, чтобы появилось около 4% жидкой Фазы. И подвергают экструзии для получения круглых прутков диаметром 30 мм (степень вытяжки 25) с,о скоростью 3 м/мин Среднее давление в пресс 150 бар.При таком же опыте, проведенном по классическому способу горячей экструзии слитков, не обработанных согласно изсбретенню требуется давле ние 220 бар те, больше почти на 5 О о.Дяя экструдированных прутков получают следующие характерис;тики:31 осле,.5720( 22 р 1 37 р 3 1 Для прутка, экструдированного по предлагаемому способу, получают механические свойства, превосходящие в эквивалентном с:остоянии свойства после классического экструдирования.П р и м е. р 3, Два слитка из сплава АИ 5 БС (основа алюминий; цинк 4,40; магний ,1 8) диаметром 100 мм подвергают один классической экструзив, другой - обработке по описы ваемому способу (30 мин при 620 оС) для образования 4 В жидкой фазы, При экструзии со скоростью 13,2 м/мин получают круглый пруток диаметром 20 мк, 65 ми производят обычную; экструзия вы.полняется удовлетворительно. Изкаждого слитка получают около 15 мпрофильного продукта с безупречнойповерхностью.Механические свойства на образцах из профилей определяют;в состоянии после экструзии (1);после отпуска в течение В ч при175 ес (и);.после закалки в воде 2 ч послевыдержки при 505 С и последующего отпуска в течение 8 ч при175 С (состояние Т 6 ) (1),Результаты опытов приведены втаблице,Необходимое давление 155 бар длянеобработанного слитка и 118 бардля слитка, обработанного согласиизобретению, т.е, меньше на 24.П р и м е р 4, Два слитка изсплава АИ 5 БС (состав такой же, какв примере 3) подвергают экструзиичерез язычковую матрицу с цельюполучения трубчатого проФиля квадратного сечения 25 х 25 мм толщин й2 мм; один слиток был необработный, другой - обработанный по илагаемому способу в течение 20 минпри 625 оС для образования 7% жид -кой Фазы,Необходимое давление дл бработанного слитка 280 бар,обработанного согласно изо ниюслитка 238 бар, т.е. меньше на 17,Ц р и м е р 5. Два слитка из сплва АИ 4 БС такого же состава и такихже размеров, как в примере 1, подвергают экструзии через язычковуюматрицу для получения трубчатогопрофиля квадратного сечения 25 хх 25 мм толщиной 2 мм; одиннеобработанный, другой - обрный по предлагаемому способучение 30 мин при 585 С с целчения 6 жидкой фазы.Экструзия сплава АИковую матрицу несколькВ этом специальном случдят с посредственнымис плохим внешним видом,и при давлении 290 барк допускаемому пределу800 т,тличие от этого экстру обработанного соглас тению, дает отличные р722494 Формула изобретения Составитель В,ШулеповРедактор Н.Корченко Техред М.Петко Корректор И.Муска Заказ 171/47 Тираж 694 . Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 таты н не требует давление больше 210 бар.П р и м е р 6. Один слиток из сплава АИ 4 ЯС такого же состава и таких ас размеров, как в примере 1, обрабатывают по описываемому способу путем выдержки в течение 15 мин при 620 С для получения 25 жидкой фазы, Слиток затем помещают в контейнер экструзионного пресса, Во избежание всякого риска деформации обработку и транспортировку слитка от нагревательной печи к прессу производят в горизонтальной полукруглой люльке .При давлении, не превосходящем 220 бар, без всякого затруднения экструдируют профиль 40 хЗ мм, Использованный для опыта 800-тонный пресс не позволяет в обычных условиях экструдировать из сплава АИ 4 ЯС профиль 40 хЗ мм (слиток 100 мм, нагретый до 420-450 С) . В этом случае применение предлагаемого способа обеспечивает важные преимущества. П р и м е р 7, Цилиндрический слиток диаметром 100 мм и длиной 300 мм из сплава АИ 4 Я выдерживают в течение 15 мин при 585 ОС для образования 6 жидкой фазы, затем охлаждают до окружающей температуры, снова нагревают до 595 С, быстро помещают в нагретыйодо 420-450 С контейнер экструзионного 800-тонного пресса и сразу подвергают экструзии со скоростью 8 м/мин в профиль прямоугольного сечения 40 хЗ мм, Охлаждение матрицы водой регулируют так, что температура профиля на выходе около 450 С. Результаты указанного опытабыли такие же, как в примере 1.Это показывает, что подогрев довыбранной температуры мгновенновосстанавливает в слитке, предварительно обработанном согласно изобретению и затем охлажденном, егореотропическйе свойства,П р и м е р 8, Из сплава АИ 4 ЯСизготавливают штамповкой шатун компрессора (расстояние между осямипоршня и коленчатого вала 100 мм);обычно выполнение такого шатунатребует чернового и отделочногопропуска.Нагревая заготовку в течение 15 15 мин при 595 ОС, чтобы получить8 жидкой фазы, можно изготовитьтакой шатун за один пропуск штамповки при давлении 40 бар в гидравлическойсистеме пресса (вместо 100 20 бар в обычных условиях). Способ производства полуфабрикатов;5 из высокопрочных алюминиевых сплавов, включающий предварительный нагрев слитка и последующую деформацию,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью снижения усилий деформациипри сохранении комплекса механических свойств, слиток нагревают дотемператур, лежащих между температурами солидуса и ликвидуса, до получения жидкой фазы в сплаве от 4 до35 с выдержкой в течение 5-60 мин.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Справочное руководство Алюминиевые сплавы. Производство полуфабрикатов из алюминиевых сплавов,40 Металлургия, 1971, с.177-193