Способ изготовления пустотелых изделий
Изобретение относится к способу изготовления пустотелых изделий из алюминиевых сплавов, упрочняемых термообработкой. Изготавливают пустотелый полуфабрикат, проводят закалку, обработку давлением с изменением периметра поперечного сечения свежезакаленного пустотелого полуфабриката со степенью деформации, не превышающей допустимую. Затем проводят старение. Изготавливаются изделия с более высокой точностью, обладающие меньшей шероховатостью поверхностей.
Изобретение относится к способу изготовления пустотелых изделий (труб, штамповок) из алюминиевых сплавов, упрочняемых термообработкой.
Известен способ изготовления изделий из упрочняемых термообработкой алюминиевых сплавов (см. авторское свидетельство N724600, кл. С22F 1/00, публ. 21.11.77 г.), включающий изготовление полуфабриката, закалку, обработку давлением непосредственно после закалки (правку) и старение. Описанный способ принят за прототип.
Прототип обладает следующими недостатками.
1. Известный способ, в основном, направлен на повышение предела прочности сплава.
2. В процессе закалки на воду пустотелый полуфабрикат приобретает искаженную геометрическую форму (отличную от круга в поперечном сечении - для тел вращения) из-за разнотолщинности после прессования и неравномерного охлаждения в процессе закалки, при этом искажение тем больше, чем больше разнотолщинность заготовки и неравномерность охлаждения.
3. Обработка давлением (правка) только частично устраняет искажение формы, но не уменьшает припусков на последующую механическую обработку, не снижает шероховатость поверхностей, полученных в процессе прессования и практически не изменяет периметр поперечного сечения полуфабриката.
Изобретением решается задача: повышение качества, снижение себестоимости, уменьшение номенклатуры используемых в производстве пустотелых полуфабрикатов.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении точности, уменьшении шероховатости поверхностей.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления пустотелых изделий из упрочняемых термообработкой алюминиевых сплавов, включающем изготовление пустотелого полуфабриката, закалку, обработку давлением непосредственно после закалки и старение, новым является то, что свежезакаленный пустотелый полуфабрикат подвергают обработке давлением с изменением периметра поперечного сечения полуфабриката со степенью деформации, не превышающей допустимую для свежезакаленного состояния алюминиевого сплава.
Использование обработки давлением для свежезакаленного пустотелого полуфабриката с изменением периметра внутреннего и наружного диаметра (обжима или раздачи) со степенью деформации, не превышающей допустимую для свежезакаленного состояния алюминиевого сплава позволяет:
- повысить точность полуфабриката по сравнению с точностью, полученной при прессовании или ином способе, снизить шероховатость поверхностей, уменьшить припуски на механическую обработку за счет приближения формы полуфабриката к форме готового изделия;
- из одного полуфабриката, полученного прессованием или иным способом, изготавливать изделия с разными диаметрами высокой точности, что крайне важно в условиях мелкосерийного и серийного производства, т.к. снижается номенклатура используемых в производстве полуфабрикатов.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что предлагаемое техническое решение обладает новизной и изобретательским уровнем.
Способ реализуется следующим образом.
Изготовленный прессованием (выдавливанием) или иным способом пустотелый полуфабрикат подвергают закалке. После закалки свежезакаленный пустотелый полуфабрикат обрабатывают давлением с изменением периметра внутреннего и наружного диаметра раздачей или обжимом со степенью деформации, не превышающей допустимую для свежезакаленного состояния, т.е.
πD≠πD1,
где D - диаметр пустотелого полуфабриката до закалки,
D1 - диаметр пустотелого полуфабриката после обработки давлением в свежезакаленном состоянии алюминиевого сплава.
После обработки давлением полуфабрикат подвергают старению и окончательной механической обработке.
Примеры для осуществления.
Пример 1. Для двух пустотелых изделий из алюминиевого сплава АК6 с размерами:
1 изделие - Dн=159 мм, dвн=141 мм;
2 изделие - Dн=164 мм, dвн=145,5 мм.
Высота изделий 100 мм.
Полуфабрикат изготавливают выдавливанием с Dн=160 мм, dвн=140 мм, высотой 103 мм, затем закаливают, после чего подвергают раздаче по всей высоте на прессе деформирующими кольцами-дорнами до внутреннего диаметра dвн изделия, при этом у полуфабриката для 1 изделия наружный диаметр Dн≈161 мм, dвн=141 мм, у полуфабриката для 2 изделия наружный диаметр Dн≈165 мм, dвн=145,5 мм, т.е. из одного полуфабриката путем раздачи получены полуфабрикаты, приближенные к форме 2-х различных изделий. Полуфабрикаты старят и обрабатывают по наружному диаметру в размеры изделия.
Пример 2. Для пустотелого изделия из алюминиевого сплава Д16 с размерами: Dн=71,5 мм, dвн=68 мм, высотой 170 мм, изготавливают полуфабрикат с размерами Dн=72 мм, dвн=68 мм, высотой 172 мм. Полуфабрикат закаливают, после чего подвергают обжиму по всей высоте до Dн=71,5 мм, при этом внутренний диаметр полуфабриката dвн≈67,5 мм. Полуфабрикат подвергают старению и механической обработке по внутреннему диаметру.
Для пустотелого изделия из алюминиевого сплава Д16 с размерами Dн=72,5 мм, dвн=69 мм, высотой 170 мм изготавливают полуфабрикат с размерами Dн=72 мм, dвн=68 мм, высотой 172 мм. Полуфабрикат закаливают, после чего подвергают раздаче по всей высоте до dвн=69 мм, при этом Dн≈72,8 мм. Полуфабрикат подвергают старению и механической обработке по наружному диаметру.
Способ изготовления пустотелых изделий из упрочняемых термообработкой алюминиевых сплавов, включающий изготовление пустотелого полуфабриката, закалку, обработку давлением непосредственно после закалки и старение, отличающийся тем, что свежезакаленный пустотелый полуфабрикат подвергают обработке давлением с изменением периметра поперечного сечения полуфабриката со степенью деформации, не превышающей допустимую для свежезакаленного состояния алюминиевого сплава.
