Способ получения изделий из гранулируемых алюминиевых сплавов

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способам получения изделий из гранулируемых алюминиевых сплавов. Целью является повышение механических свойств, качества изделий и производительности процесса. Способ состоит в нагреве гранул до температуры на 20 - 50^oС ниже температуры распада твердого раствора, непрерывной засыпке гранул в разъемный контейнер, одна из частей которого перемещается в направлении движения прессования со скоростью 0,1 - 0,5 м/с при соотношении площадей контакта указанных частей контейнера с прессуемым материалом (2-3):1, матрицу устанавливают под углом ее оси к касательной контейнера 70 - 120^o, а к входящему из канала матрицы изделию прикладывают растягивающее напряжение величиной 20 - 50% сопротивления деформации материала изделия. 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к прессованию гранул из алюминиевых сплавов. Известен способ прессования полуфабрикатов из предварительно сбрикетированных в компактную заготовку гранул. Осуществление этого способа требует проведения дополнительных операций: нагрева гранул перед брикетированием и обточки брикетов, что усложняет технологию, снижает производительность процесса и механические свойства пресс-изделий. Известен способ прессования непосредственно из гранул, включающий нагрев гранул до 350-460^оС, засыпку в контейнер пресса и прессование. Данный способ принят за прототип. Однако этот способ низкопроизводителен и не позволяет достигнуть высокого уровня качества и механических свойств получаемых пресс-изделий. Целью изобретения является повышение механических свойств, качества изделий и производительности процесса. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения изделий из гранулируемых алюминиевых сплавов, включающем нагрев гранул, засыпку гранул в контейнер и прессование через матрицу, гранулы нагревают до температуры на 20-50^оС ниже температуры распада твердого раствора, засыпку гранул осуществляют непрерывно в разъемный контейнер, одна из частей которого перемещается в направлении движения прессования со скоростью на 0,1-0,5 м/с большей, чем вторая, при соотношении площадей контакта указанных частей контейнера с прессуемым материалом (2-3):1, матрицу устанавливают под углом ее оси к касательной контейнера 70-120^о, а к выходящему из канала матрицы изделию прикладывают растягивающее напряжение величиной 20-50% сопротивления деформации материала изделия. Уровень механических свойств и качество пресс-изделий из гранулируемых алюминиевых сплавов определяются свойствами каждой гранулы, а также силами связи между гранулами в компактном полуфабрикате. В этих сплавах высокий уровень механических свойств материала гранул обеспечивает структура пересыщенного твердого раствора, распад которого остановлен на зонной стадии. Поэтому температуру нагрева гранул перед прессованием берут ниже температуры распада твердого раствора на 20-50^оС. Качественного схватывания между гранулами достигают путем создания высоких сдвиговых напряжений, которые обеспечивают разогрев металла в очаге деформации до температур распада твердого раствора, а главное обнажение ювенильных поверхностей на гранулах, по которым и происходит их схватывание при прессовании. Для этого используют непрерывное прессование с подачей гранул в разъемный контейнер, скорость движения одной части которого в направлении прессования на 0,1-0,5 м/с больше, чем у второй, при соотношении площадей контакта указанных частей контейнера с прессуемым металлом соответственно (2-3):1 матрицу устанавливают под углом ее оси к касательной контейнера 70-120^оС. Для предотвращения снижения механических свойств выходящего из матрицы нагретого пресс-изделия к нему прикладывают растягивающее напряжение величиной 20-50% сопротивления деформации пресс-изделия. Изобретение позволяет повысить производительность процесса прессования за счет непрерывности подачи гранул в очаг деформации. П р и м е р. Прессованию подвергают гранулы сплава алюминия с 2% Ti, имеющего температуру распада твердого раствора 300^оС. Перед прессованием гранулы нагревают до 200-300^оС и осуществляют процесс следующим образом (фиг. 1). Гранулы из бункера 1 подают в разъемный контейнер. Первая часть 2 его (колесо) подвижная, а вторая (башмак) 3 неподвижная. Скорость движения первой части меняют от 0,05 до 0,6 м/с. Заменой башмаков обеспечивают соотношение площадей контакта с прессуемым металлом первой и второй частей от 1,5:1 до 4:1. Матрицы устанавливают так, чтобы их оси составляли с касательной контейнера 65-140^оС. Выходящее из канала матрицы изделие наматывают на приводной барабан, позволяющий менять растягивающее напряжение, прикладываемое к пресс-изделию, от 10 до 60% сопротивления деформации горячедеформированного материала. Из полученных пресс-изделий вытачивают образцы для испытания механических свойств на растяжение. Качество изделий оценивают по коэффициенту точности К_т. В качестве контролируемого параметра используют диаметр прутка. Результаты испытаний и расчетов приведены в таблице, в которой, кроме упомянутых, использовали следующие обозначения: Т_н температура нагрева гранул; Δ ω превышение скорости движения в направлении прессования первой части контейнера над второй, м/с: F₁/F₂ соотношение площадей контакта с металлом первой и второй части; σ растягивающее напряжение, приложенное к выходящему из канала матрицы изделию, МПа; α угол между осью матрицы и касательной к оси контейнера. Из таблицы следует, что описанные режимы прессования гранулируемых алюминиевых сплавов обеспечивают повышение механических свойств и качества пресс-изделий.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ГРАНУЛИРУЕМЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, включающий нагрев гранул, засыпку гранул в контейнер и прессование через матрицу, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств, качества изделий и производительности процесса, гранулы нагревают до температуры на 20 - 50^oС ниже температуры распада твердого раствора, засыпку гранул осуществляют непрерывно в разъемный контейнер, одна из частей которого перемещается в направлении движения прессования со скоростью 0,1 - 0,5 м/с при соотношении площадей контакта указанных частей контейнера с прессуемым материалом (2 - 3) : 1, матрицу устанавливают под углом ее оси к касательной контейнера 70 - 120^o, а к выходящему из канала матрицы изделию прикладывают растягивающее напряжение величиной 20 - 50% сопротивления деформации материала изделия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 32-2000

Извещение опубликовано: 20.11.2000        

---