Способ термодеформационной обработки заготовки из бронзы брнхк 2,5-0,7-0,6

Авторы патента:

Еськова Екатерина Александровна (RU)

C22F3/00 - Изменение физической структуры цветных металлов или их сплавов особыми физическими способами, например обработкой нейтронами

C22F1/08 - меди или ее сплавов

Владельцы патента RU 2757281:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") (RU)

Изобретение относится к способу термодеформационной обработки заготовки из бронзы БрНХК 2,5-0,7-0,6. Способ включает нагрев до температуры 150-170^οС, выдержку в течение 10 мин и аэротермоакустическую обработку путем охлаждения заготовки в резонаторе газоструйного генератора звука при одновременном воздействии потока газа и акустического поля звукового диапазона частот с уровнем звукового давления в пределах 140-160 дБ в течение 10-12 мин с последующим старением при температуре 440^οС, с выдержкой 2,5 часа, с охлаждением на воздухе. После аэротермоакустической обработки, перед старением, заготовку подвергают холодной пластической деформации со степенью ε=30%. Технический результат заключается в измельчении зерна твердого раствора и упрочняющих фаз заготовки для повышения характеристик прочности и упругости бронзы. 1 табл.

Заявляемое изобретение относится к металлургии, в частности к упрочняющей термодеформационной обработке дисперсионно-упрочняемых бронз.

Основное свойство, которым должны обладать материалы для пружин - высокое сопротивление малым пластическим деформациям в условиях кратковременного (предел упругости) и длительного (релаксационная стойкость) нагружения. Эти свойства зависят от состава и структуры материалов и могут быть получены, в том числе, и у дисперсионно-твердеющих сплавов. Рост сопротивления малым пластическим деформациям у этих сплавов связан с изменением субструктуры матрицы и с блокирующим действием частиц избыточной фазы. Для изготовления электрических контактов (особенно разъемных) ответственных изделий часто используется бронза БрНХК 2,5-0,7-0,6 системы Cu-Ni-Cr-Si.

Известен способ получения проволоки из Бр НХК с комплексом свойств при комнатной температуре: прочность (σ_в=890МПа, σ^0,2=850МПа), пластичность ε=7,5%) для пружин. Эти свойства можно получить в деформированном сплаве при обработке сплава по схеме: состояние поставки + АТА01 + старение 440°С-2,5 ч. +. АТА01-2раза. Этот способ принят в качестве ближайшего аналога (Патент 2691823 Способ термической обработки заготовок или изделия из бронзы БрНХК 2,5-0,7-0,6.).

Основным недостатком способа, принятого в качестве ближайшего аналога, является то, что способ не всегда обеспечивает достаточный уровень значений σ_в и σ_0,2 для использования его в качестве технологии упрочнения для пружин, работающих при повышенных нагрузках.

Перед заявляемым изобретением поставлена задача - повысить значения прочности и условного предела текучести.

10 мин в резонаторе газоструйного генератора звука при одновременном воздействии потока воздуха и акустического поля с уровнем звукового давления 140-160 дБ (АТАО) и дополнительно холодной пластической деформации (ε=30%), осуществляемой перед последующим старением. Старение проводится при температуре 440°С, выдержка 2,5 ч, с охлаждением на воздухе.

В качестве примера для оценки заявляемого способа термической обработки использовались прутки диаметром 3 мм из сплава Бр НХК 2,5-0,7-0,6, полученные с применением термической обработки и пластической деформации (состояние поставки).

Заготовки образцов из сплава в состоянии поставки подвергались обработке путем нагрева до температуры 150-170°С, выдержке 10 мин. при температуре нагрева, и аэротермоакустической обработки, заключающейся охлаждение части образцов проводилось в резонаторе газоструйного генератора звука при одновременном воздействии потока газа и акустического поля звукового диапазона частот с уровнем звукового давления в пределах 140-160 дб в течении 10-12 мин. (АТАО), а другие образцы на воздухе. После АТАО заготовки подвергались холодной пластической деформации (ε=30%). Старение всех образцов проводилось при температуре 440°С, выдержка 2,5 ч. с охлаждением на воздухе. Образцы длиной 200 мм испытывались на статическое растяжение на машине модели AGX-100kN, SHTMADZU.

Результаты механических испытаний образцов приведены в таблице.

Из приведенных в таблице механических свойств БрНХК видно, что применение как ATAO1 так и ATAO1 + хпд перед старением(режимы 3 и 4) обеспечивает повышение значений σ_в, σ_0;2 практически без снижения пластичности сплава по сравнению со свойствами в состоянии поставки (режим 1). После старения характеристики прочности БрНХК повышаются независимо от вида предшествующей обработки. При обработке по заявляемому режиму 5 прочность и пластичность выше, чем при обработке по стандартному режиму 2; выше прочность и по сравнению с полученной по режиму прототипа -6, при удовлетворительной пластичности.

Благодаря одновременному воздействию на заготовку потока газа и акустического поля достигается технический результат, а именно: измельчаются зерна твердого раствора, в том числе и за счет частично прошедших процессов возврата и рекристаллизации, что возможно в случае металлов и сплавов со средним значением энергией дефектов упаковки, к которым относится медь и сплавы на ее основе. Дополнительное упрочнение обеспечивает холодная пластическая деформация сплава со степенью ε=30%. за счет увеличения плотности дислокаций при благоприятном их распределении за счет предшествующей обработки АТАО. Последующее старение обеспечивает рост прочности за счет дисперсных фаз, выделившихся при распаде твердого раствора, что обеспечивает повышение характеристик прочности и упругости бронзы.

Способ термодеформационной обработки заготовки из бронзы БрНХК 2,5-0,7-0,6, включающий нагрев до температуры 150-170°С, выдержку в течение 10 мин и аэротермоакустическую обработку путем охлаждения заготовки в резонаторе газоструйного генератора звука при одновременном воздействии потока газа и акустического поля звукового диапазона частот с уровнем звукового давления в пределах 140-160 дБ в течение 10-12 мин с последующим старением при температуре 440°С с выдержкой 2,5 часа с охлаждением на воздухе, отличающийся тем, что после аэротермоакустической обработки, перед старением, заготовку подвергают холодной пластической деформации со степенью ε=30%.

Изобретение относится к модификации поверхности изделий из титана или титанового сплава в вакуумной камере для формирования микроструктурированной поверхности. Предложенный способ включает нагрев изделия до температуры 700-1000°С при подаче на него отрицательного напряжения в диапазоне от 30 до 5000 В и одновременном распылении поверхности изделия потоком ионов из плазмы с плотностью тока 0,05-30 мА/см2 и энергией с 30-5000 эВ.

Способ нанесения износостойких покрытий на основе алюминия и оксида иттрия на силумин // 2727376

Изобретение относится к области поверхностного упрочнения алюминиевых сплавов с помощью комбинированной обработки и может быть использовано при нанесении предлагаемым способом покрытий на детали и изделия, подверженные износу. Способ нанесения износостойких покрытий на основе алюминия и оксида иттрия на силумин включает электрический взрыв композиционного электрически взрываемого проводника, состоящего из двухслойной плоской алюминиевой оболочки массой до 60 мг и сердечника в виде порошка оксида иттрия массой 58-89 мг, формирование из продуктов взрыва импульсной многофазной плазменной струи, оплавление ею поверхности силумина при поглощаемой плотности мощности 2,6-2,8 ГВт/м2, осаждение на поверхность продуктов взрыва и формирование на ней композиционного покрытия системы Y2O3-Al с последующим облучением поверхности низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками с плотностью энергии пучка электронов ES=25-35 Дж/см2, энергией электронов 17 кэВ тремя импульсами с длительностью импульса пучка электронов τ=140-160 мкс.

Электрофизический способ повышения прочности и механической устойчивости листовых заготовок из алюминий-магниевых сплавов // 2720289

Изобретение относится к металлургии, а именно к обработке давлением сплавов системы Аl-Mg, проявляющих прерывистую деформацию и локализацию деформации в полосах, негативно влияющих на качество поверхности и коррозионные свойства этих сплавов. Способ обработки листовых заготовок промышленных алюминий-магниевых сплавов включает механическую обработку заготовки давлением с одновременным пропусканием импульсного электрического тока.

Способ комплексной упрочняющей обработки изделия из титанового сплава ti-6al-4v, полученного методом аддитивного производства // 2716926

Изобретение относится к металлургии, а именно упрочняющей обработке изделий аддитивного производства для повышения их трибологических свойств, и может быть использовано в различных областях машиностроения для упрочнения поверхностей деталей. Способ комплексной упрочняющей обработки изделия из титанового сплава Ti-6Al-4V, полученного методом аддитивного производства, включает электронно-пучковую обработку изделия в режиме сканирования электронным пучком, развернутым в линию длиной 20-30 мм, при этом частота развертки электронного пучка составляет 100-400 Гц, изделие перемещают относительно электронного пучка со скоростью 15-20 мм/с, сила тока электронного пучка составляет 20-70 мА, затем проводят оксидирование изделия путем его нагрева до температуры 700±5 °С, изотермической выдержки в течение 4 часов и последующего охлаждения изделия до комнатной температуры.

Способ исследования прочности и стойкости к межкристаллитной коррозии металлов в электролитах // 2715271

Изобретение относится к физико-химическим методам анализа металлов на твердость и стойкость к межкристаллитной коррозии. Способ исследования прочности и стойкости к межкристаллитной коррозии металлов в электролитах, отличающийся тем, что металлический образец очищают, погружают в электролит комнатной температуры, через металлический образец пропускают постоянный электрический ток плотностью до 60 mA/мм2 продолжительностью 30 минут.

Способ термической обработки изделий из α+β титановых сплавов // 2704953

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке двухфазных титановых сплавов. Способ обработки изделия из титанового сплава ВТ16, включающий нагрев подвергнутого пластической деформации и отжигу изделия, выдержку и охлаждение.

Способ обработки листа из титанового сплава // 2701974

Изобретение относится к локальному упрочнению листовых заготовок из титанового сплава с использованием лазерного луча. По одному варианту переплавляют лазерным лучом 2 локальный участок листа 1 из титанового сплава по прямой или криволинейной траектории вдоль и/или поперек на полную или не полную толщину.

Способ изготовления функционального материала с обратимой памятью формы из квазибинарного сплава интерметаллической системы tini-ticu (варианты) // 2692711

Изобретение относится к области металлургии, а именно к устройствам из материала с обратимой памятью формы, и может быть использовано в микромеханике, медицине, радиотехнике и т.д. Способ изготовления функционального материала с обратимой памятью формы из квазибинарного сплава интерметаллической системы TiNi-TiCu включает получение материала из сплава интерметаллической системы TiNi-TiCu в аморфном состоянии, его деформацию со степенью деформации ниже максимального значения псевдопластической мартенситной деформации сплава, закрепление его в деформированном состоянии и нагрев деформированной области путем воздействия лазерным излучением до температуры выше температуры кристаллизации сплава.

Способ термической обработки заготовки или изделия (пружин) из бронзы брнхк 2,5-0,7-0,6 // 2691823

Изобретение относится к металлургии, в частности к упрочняющей термической обработке дисперсионно-упрочняемых бронз. Способ термической обработки изделий из бронзы БрНХК 2,5-0,7-0,6, подвергнутой термодеформационной обработке, включает аэротермоакустическую обработку, которая заключается в нагреве заготовки изделия перед старением до температуры 150-170°С, выдержке 10 мин и охлаждении в резонаторе газоструйного генератора звука при одновременном воздействии потока газа и акустического поля звукового диапазона частот с уровнем звукового давления в пределах 140-160 дБ в течение 10-12 мин.

Способ получения многослойной модифицированной поверхности титана // 2686973

Изобретение относится к способам упрочнения и модификации поверхности, а именно лазерного упрочнения, и может быть использовано для повышения стойкости деталей из титановых сплавов. Способ получения многослойной модифицированной поверхности титановой пластины включает поверхностную лазерную обработку сторон пластины, причем упомянутую обработку осуществляют с обеих сторон пластины поочередно многоканальным диодным лазером мощностью 5 кВт, при этом на поверхность пластины наносят упрочняющие дорожки в виде сетки посредством проходов лазерного излучения по одной и той же дорожке, причем в область воздействия лазерного излучения осуществляют одновременную подачу инертного газа.

Способ изготовления электроконтактного провода из термоупрочняемого сплава на основе меди (варианты) // 2741873

Изобретение относится к способам получения провода контактного для электрифицированных железных дорог из термоупрочняемых медных сплавов. Способ изготовления провода контактного из термоупрочняемого сплава на основе меди включает подачу сплава в кристаллизатор, кристаллизацию сплава в виде непрерывнолитой заготовки, деформацию упомянутой заготовки на катанку, закалку, формирование провода контактного с фасонным профилем при последовательном комбинировании в одной операции равноканального углового прессования по схеме Конформ и прессования профиля провода при температуре не выше 500°С, старение при 400-500°С, при этом деформацию на катанку проводят в непрерывном цикле сначала прокаткой со снижением температуры до 300°С и последующим многостадийным знакопеременным изгибом в роликах при температуре 300-400°С с суммарной накопленной степенью деформации поверхностных слоев катанки е≥2.