Способ термообработки деталей из алюминиевых сплавов

 

Способ может быть использован при термической обработке высокопрочных конструкционных алюминиевых сплавов. Садка деталей из алюминиевых сплавов загружается в разогретую до заданной температуры печь с кипящим слоем частиц кварцевого песка, псевдоожижаемых аэродинамически разогреваемым воздухом. Затем нагревается до температуры фазовых превращений, после выдержки выгружается из печи и закладывается в воде. Интенсивное перемешивание частиц позволяет проводить эффективный разогрев деталей до заданной температуры, псевдоожижение аэродинамически разогретым воздухом позволяет снизить энергозатраты, исключить коробление в процессе нагрева, улучшить характеристики механических свойств деталей, а также исключить взрыво- и пожароопасность и обеспечить экономичность процесса.

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке высокопрочных конструкционных алюминиевых сплавов.

Известен способ термообработки листовых крупногабаритных деталей из алюминиевых сплавов, заключающийся в нагреве до температур фазовых превращений и выдержке в расплавленной селитре и последующем быстром охлаждении в воде (Калачев Б.А. и др. Технология термической обработки цветных металлов и сплавов. - М.: Металлургия, 1980).

Наряду с положительными факторами (высокая скорость и равномерность нагрева, отсутствие поводки и стабильность механических свойств известный способ имеет ряд существенных недостатков: взрыво- и пожароопасность расплавленной селитры из-за высокой температуры, возможного попадания инородных взрыво- и пожароопасных материалов, накопления в ванне ионов хлора и др; низкая стойкость оболочки ванны, тэн-нагревателей, практически невозможно изготовить отливкой из чугуна крупногабаритную оболочку ванны, изготовленные из обычной низкоуглеродистой стали крупногабаритные оболочки ванны служат от 2 до 3 лет, из дорогостоящей нержавеющей стали ванны служат 7 - 10 лет; низкая стойкость оснастки из-за коррозии и разъедания; нарушение экологии, загрязнение промышленных стоков.

Известен способ термообработки алюминиевых сплавов, заключающийся в нагреве до температур фазового превращения и выдержке в печах аэродинамического нагрева типа ПАП3М и последующем быстром охлаждении в воде (Муравьев В. И. Оптимальные выдержки при нагреве под закалку деталей и полуфабрикатов из алюминиевых сплавов в печах типа ПАП и кипящем слое кварцевого песка. "АП", N 1, 1973).

В данном способе исключаются вышеперечисленные недостатки, но увеличивается продолжительность нагрева и появляются большие поводки в процессе нагрева, которые становятся еще большими при охлаждении в воде.

Наиболее близким к предлагаемому является способ термообработки алюминиевых сплавов, заключающийся в нагреве до температур фазовых превращений и выдержке в печи с кипящим (псевдоожиженным) слоем частиц из кварцевого песка и последующем быстром охлаждении в воде (Курбатов В.П., Муравьев В.И. Скоростной нагрев и охлаждение алюминиевых сплавов в кипящем слое. МиТОМ. 1970, N 2).

В этом способе увеличивается скорость нагрева и исключается поводка деталей, но в значительной степени увеличивается расход воздуха и электроэнергии.

Целью изобретения является улучшение механических свойств листовых заготовок из алюминиевых сплавов, уменьшение их поводки, исключение взрыво- и пожароопасности, уменьшение расхода электроэнергии и воздуха, увеличение стойкости оснастки и оборудования, обеспечение экологичности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе термообработки деталей из алюминиевых сплавов, включающем нагрев до температуры фазовых превращений, выдержку и охлаждение, нагрев ведут в среде частиц, псевдоожижение которых производится аэродинамически разогреваемым воздухом.

В процессе нагрева за счет постоянной рециркуляции воздуха в замкнутом объеме печи и аэродинамического разогрева его расход электроэнергии уменьшается в 2 раза по сравнению с нагревом печи ПАП3М и в 1,5 раза по сравнению с нагревом в печи с кипящим слоем с электрическим обогревом, в 1,2 раза по сравнению с нагревом в селитровой ванне.

Кроме того, алюминий, обладая малой степенью черноты, медленно нагревается в радиационных печах. Скорость нагрева алюминиевых сплавов увеличивается при нагреве по предлагаемому способу в 6 - 8 раз по сравнению с нагревом в печи типа ПАП3М, в 1,5 - 2 раза по сравнению с нагревом в печи с кипящим слоем с электрическим обогревом и приближается к скорости нагрева в расплавленной селитре.

Эти признаки являются новыми и неизвестными в литературе, что позволяет признать соответствие технического решения критерию изобретения "новизна".

Сравнение предлагаемого не только с прототипом, но и с другими технологическими решениями в данной области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков сходных с существенными признаками в изобретении и признать предлагаемое решение соответствующим решению "существенные отличия".

Способ осуществляется следующим образом: Садка деталей из алюминиевых сплавов загружается в разогретую до заданной температуры печь с кипящим слоем частиц кварцевого песка, псевдоожижаемых аэродинамически разогреваемым воздухом, нагревается до температуры фазовых превращений, после выдержки выгружается из печи и закаливается в воде.

Интенсивное перемешивание частиц позволяет проводить эффективный разогрев деталей до заданной температуры, приближающейся к разогреву в расплавленной селитре; псевдоожижение аэродинамически разогретым воздухом позволяет существенно снизить энергозатраты, исключить коробление в процессе нагрева, улучшить характеристики механических свойств деталей из алюминиевых сплавов, а также исключить взрыво- и пожароопасность и обеспечить экологичность процесса.

Формула изобретения

Способ термообработки деталей из алюминиевых сплавов, включающий нагрев до температуры фазовых превращений, выдержку в среде псевдоожиженных предварительно нагретым воздухом частиц и охлаждение, отличающийся тем, что псевдоожижение частиц производят аэродинамически разогреваемым воздухом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической обработке алюминиевых сплавов, конкретно - к закалке длинномерных изделий из алюминиевых сплавов

Изобретение относится к области обработки алюминиевых сплавов и может быть использовано в кузнечных, прокатных и других цехах металлургических заводов по обработке металлов давлением
Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению антифрикционных сплавов на основе алюминия, и может быть использовано в производстве подшипников

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в электронном машиностроении в производстве заготовок основ жестких магнитных дисков

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в производстве трубчатых изделий из термически упрочняемых алюминиевых сплавов, в частности электрофотографических копировальных цилиндров
Изобретение относится к металлургии, в частности к литейным алюминиевым сплавам и способам их термообработки

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения полуфабрикатов из алюминиево-магниевых сплавов

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам изготовления фольги из алюминиевокремниевых сплавов, предназначенной для дальнейшей прокатки фольговых припоев, и может быть использовано на заводах по обработке цветных металлов

Изобретение относится к способам изготовления полуфабрикатов и/или изделий из алюминиево-литиевых сплавов, предназначенных для новой техники, в том числе и для сварных конструкций в авиационной промышленности

Изобретение относится к металлургии сплавов, в частности к способам литья алюминиевых сплавов, алюминиевым сплавам и способам получения из них промежуточных изделий, может быть использовано в производстве деформированных полуфабрикатов (прессованных, катаных, штампованных) из алюминиевых сплавов, а также других ненамагничивающихся сплавов, например медных сплавов, магниевых сплавов, цинковых сплавов и других

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к производству алюминиевой ленты высокой чистоты, марки А7-А995, используемой в приборостроении для изготовления конструкционных деталей с высокой электропроводностью

Изобретение относится к термообрабатывающей установке для диффузионного отжига конструктивных элементов из алюминиевых сплавов в авиационной промышленности

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в качестве способа термической обработки отливок из алюминиевых сплавов

Изобретение относится к сплавам на основе алюминия преимущественно системы Al-Li, предназначенных для применения в качестве конструкционного материала в авиакосмической технике, и способу их термической обработки

Изобретение относится к алюминиевому сплаву для механической обработки, содержащему следующие компоненты, мас

Изобретение относится к области исследования физико-механических свойств металлов

Изобретение относится к металлургии

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при приготовлении высоколегированных сплавов, применяемых для получения изделия литьем и обработкой давлением
Наверх