Способ термической обработки отливок из алюминиевых сплавов

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в качестве способа термической обработки отливок из алюминиевых сплавов. Способ включает закалку отливок с охлаждением в воде, причем охлаждение сначала проводят в воде с температурой 80 - 100^oC и не позднее 1 мин после достижения отливками этой температуры проводят охлаждение в воде с температурой 20 - 30^oC. Предложенный способ обеспечивает оптимальное сочетание минимальной деформации с высокой пластичностью. 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при закалке отливок из алюминиевых сплавов, подвергаемых впоследствии старению для повышения прочности.

Известен способ закалки литейных алюминиевых сплавов, в частности сплава АК8М, который заключается в нагреве до температуры 515 ± 5^oC, выдержке 2 - 8 часов и охлаждении в воде с температурой 20 - 50^oC. (Авиационные материалы. Справочник. Том 4, часть 11. Алюминиевые литейные сплавы/ Под ред. Шалина Р. Е. - М.: ОНТИ 1986, с. 54). Способ взят в качестве аналога. При этом способе закалки из-за резкого охлаждения в воде возникают значительные напряжения и как следствие - коробление отливок и изменение их размеров. Для исправления формы требуется рихтовать отливки.

Кроме того, некоторые тонкостенные отливки сложной формы невозможно подвергать такой закалке из-за образования трещин.

Известен способ закалки литейных алюминиевых сплавов АК8М, АК7П4 путем охлаждения в воде с температурой 80 - 100^oC (ГОСТ 1583-93. Сплавы алюминиевые литейные. Приложение B, с. 39).

Способ взят в качестве прототипа. При этом способе закалки трещины не образуются, но имеет место снижение пластичности и коробление отливок сложной формы.

Снижение пластичности вызывается тем, что отливки находятся длительное время при температуре 80 - 100^oC, в том числе и при охлаждении на воздухе до цеховой температуры. При этой температуре происходит частично процесс старения, что снижает пластичность сплава. Поэтому последующая рихтовка отливок затруднена из-за появления трещин.

Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого изобретения следующий: не снижается пластичность, уменьшаются коробление и деформация отливок при закалке.

Достигается этот результат тем, что в способе термической обработки отливок из алюминиевых сплавов, включающем закалку с охлаждением в воде при температуре 20 - 100^oC, сначала производят охлаждение до 80 - 100^oC, а продолжают охлаждение в воде с температурой 20 - 30^oC. Причем охлаждение в воде с температурой 20 - 30^oC производят не позднее 1 минуты после достижения отливками температуры 80 - 100^oC.

Способ охлаждения при закалке отливок из алюминиевых сплавов сначала в воде с температурой 80 - 100^oC с последующим переносом для охлаждения в воду с температурой 20 - 30^oC является новым, обладает существенными отличиями от прототипа и обеспечивает технический результат.

Пример практического применения.

Отливали образцы N 2 ГОСТ 1583-93 и образцы для определения деформации от 3-х плавок сплава АК8М.

Образцы подвергали различным режимам термической обработки, а затем испытывали.

Результаты исследований сведены в табл. 1.

Из результатов табл. 1 можно установить, что предлагаемый способ обеспечивает сочетание минимальной деформации (на уровне прототипа) с высокой пластичностью (на уровне аналога) и является оптимальным.

Примечания: 1. Для определения кривизны отливок, вызванной термической обработкой, изготавливали образцы размерами 300 х 20 х 5 мм. Кривизну образцов измеряли щупами до и после каждого режима термической обработки. До закалки кривизна образцов не превышала 0,05 мм.

2. От каждой плавки изготавливали по 3 образца каждого вида для каждого режима закалки.

3. Сплав АК8М (литье в землю) имел химический состав, приведенный в табл.2.

4. Время переноса садки из печи в охлаждающую среду составляло 20 - 30 секунд.

5. Термическая обработка у всех режимов закалки Т6 (ГОСТ 1583-93. Сплавы алюминиевые литейные. Приложение B, с. 39).

6. При рихтовке образцов после закалки по режиму п. 1 на одном образце образовалась трещина.

Таким образом, технический результат от предлагаемого способа обеспечивается за счет снижения трудоемкости при рихтовке, снижения брака по трещинам и свойствам. Отливки после термической обработки по предлагаемому способу будут обладать повышенной надежностью и долговечностью.

Формула изобретения

Способ термической обработки отливок из алюминиевых сплавов, включающий закалку с охлаждением в воде, отличающийся тем, что сначала охлаждение проводят в воде с температурой 80 - 100^oC и не позднее 1 мин после достижения отливками этой температуры продолжают охлаждение в воде с температурой 20 - 30^oC.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3