Способ термической обработки деталей из алюминиевого сплава в95пч в импульсном магнитном поле

Изобретение относится к области металлургии, а именно к термической обработке алюминиевых сплавов. Способ термической обработки деталей из алюминиевого сплава В95пч включает нагрев до температуры 140±5°C и старение в течение 2-8 часов, при этом одновременно с искусственным старением деталей из алюминиевого сплава их подвергают воздействию внешнего импульсного магнитного поля напряженностью с амплитудой напряженности 7,0±1,0 кЭ и частотой импульсного магнитного поля 2 Гц. Техническим результатом изобретения является повышение прочностных свойств материала, а также достижение наиболее однородной мелкодисперсной структуры. 2 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к области металлургии и термической обработки алюминиевых сплавов.

Известен способ проведения термической обработки материалов [Малыгин Б.В. Магнитное упрочнение инструмента и деталей машин. - М.: Машиностроение, 1989, с. 93-97.]. Способ заключается в помещении деталей из металлических сплавов в индуктор и обработке их импульсами магнитного поля различной напряженности, длительности и количества. Недостатками этого способа являются конструктивная сложность используемого оборудования, включающего блоки формирователя импульсов, программные устройства и др., высокие напряженности накладываемых полей и недостаточно однородная структура сплава после обработки.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ термической обработки материалов алюминиевых сплавов [Гуляев А.П. Металловедение. Учебник для вузов. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1986, с. 496.], заключающийся в нагреве алюминиевого сплава В95 до 460°C, закалке в холодной воде и старении 2-6 ч при 120°C; при этом достигаются значения микротвердости от 500 МПа до 600 МПа (51-62 кГ/мм2).

Недостатком этого способа является недостаточно высокие значения параметров, характеризующих пластические свойства материала, а также низкая однородность материала после обработки.

Задачей изобретения является повышение пластичности алюминиевого сплава В95пч при одновременном снижении микротвердости, а также достижение наиболее однородной дисперсной структуры материала после термомагнитной обработки.

Указанная задача достигается тем, что в способе термомагнитной обработки деталей из алюминиевого сплава В95пч, при котором их нагревают до температуры 140±5°C и искусственно старят (выдерживают) в течение 2-8 часов, одновременно с старением детали подвергаются воздействию внешнего импульсного магнитного поля с амплитудой напряженности 557,2±79,6 кА/м (7,0±1,0 кЭ), частотой импульсного магнитного поля 2 Гц и отношением t1/t2~1,5-2, где t1 - длительность импульса, где t2 - длительность паузы, t1+t2 - период импульса. Предварительно перед искусственным старением детали подвергали закалке с температуры 470°C (0,5 ч) в воду с температурой 20°C.

При решении поставленной задачи создается результат, который заключается в следующем. При воздействии на детали из алюминиевого сплава В95пч импульсного магнитного поля при повышенной температуре происходит изменение кинетики старения сплава, приводящее к изменению структуры сплава, понижению микротвердости и однородности структуры сплава, так что его пластичность существенным образом увеличивается.

Пример конкретного выполнения. Образец из алюминиевого сплава В95пч старили в импульсом магнитном поле и без него при температуре 140±5°C, времени старения от 2 до 8 часов с амплитудой напряженности внешнего импульсного магнитного поля с амплитудой напряженности 557,2±79,6 кА/м (7,0±1,0 кЭ), частотой импульсного магнитного поля 2 Гц и отношением t1/t2~1,5-2, где t1 - длительность импульса, где t2 - длительность паузы, t1+t2 - период импульса. Предварительно перед старением образцы подвергали закалке с температуры 470°C (0,5 ч) в воду с температурой 20°C.

Старение проводили на установке, позволяющей осуществлять его в вакууме в импульсном магнитном поле, создаваемом электромагнитом ФЛ-1 (производства МГУ) с электронным блоком питания и управления. Форму сигнала импульсного магнитного поля можно описать следующим выражением:

где Ho=557,2 кА/м (7,0 кЭ) - амплитуда импульсной гармонической составляющей магнитного поля; ƒ - частота магнитного поля; t1 - длительность импульса; t2 - длительность паузы (задержки импульса), , t1+t2 - период импульса.

После искусственного старения на образцах, состаренных в поле и без него, измеряли среднее значение микротвердости по Виккерсу (в МПа (кГ/мм2)) (Таблица 1), средний размер блоков когерентного рассеяния (D), относительную микродеформацию (Δd/d) и плотность дислокаций (ρ) (Таблица 2).

Среднее значение микротвердости в закаленном состоянии составляло 1363 МПа (139 кГ/мм2). Из Таблицы №1 видно, что наложение импульсного магнитного поля на все режимы термомагнитной обработки всегда приводит к заметному увеличению пластичности сплава и к уменьшению среднего значения микротвердости на 19-58% по сравнению с образцами, состаренными без наложения поля.

Из Таблицы №2 видно, что после термомагнитной обработки зависимости параметров тонкой структуры коррелируют с зависимостью микротвердости, что подчиняется основным закономерностям процесса старения. Значения средних размеров блоков когерентного рассеяния при наложении импульсного магнитного поля В95пч всегда больше, чем в его отсутствие, а значения величин относительных микродеформаций и плотности дислокаций при наложении поля ниже, чем значения, полученные без него. Это свидетельствует о том, что структура сплава при наложении внешнего импульсного магнитного поля становится менее искаженной, чем в его отсутствии.

Таким образом, установлено, что наложение импульсного магнитного поля в частотой 2 Гц на старение алюминиевого сплава В95пч всегда приводит к увеличению его пластичности при одновременном снижении микротвердости (в 19-58% раз), достижению однородной структуры материала после термомагнитной обработки более в DИМП./Dт/o=(468 нм-102 нм)/102 нм=3,5 раз.

Использование импульсного магнитного поля заявляемым изобретением позволяет повысить пластичность сплава при одновременном снижении микротвердости до 58% по сравнению с образцами, подвергнутыми термической обработки без наложения импульсного магнитного поля, а также к увеличению однородности сплава В95пч.

Способ термической обработки деталей из алюминиевого сплава В95пч, включающий нагрев деталей и старение, отличающийся тем, что нагрев деталей осуществляют до температуры 140±5°C, старение осуществляют в течение 2-8 часов, при этом одновременно с искусственным старением деталей из алюминиевого сплава их подвергают воздействию внешнего импульсного магнитного поля напряженностью с амплитудой напряженности 7,0±1,0 кЭ и частотой импульсного магнитного поля 2 Гц



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, а именно к обработке заготовок из технически чистого титана ВТ1-0, и может быть использовано в автомобильной и аэрокосмической промышленности. Способ обработки заготовок из технически чистого титана ВТ1-0 включает воздействие на заготовки постоянным магнитным полем, при этом воздействуют на заготовки постоянным магнитным полем с индукцией от 0,3 до менее 0,5 Тл в течение 1-2 часов.

Изобретение относится к устройствам для обработки поверхности металлических и металлокерамических изделий. Устройство включает эмиттер, который содержит вспомогательные разрядные ячейки с выходными контрагирующими каналами, установленные в указанном основании катодной полости и внутри нее, при этом основная и вспомогательная разрядные ячейки имеют электродную систему, включающую поджигающий электрод, цилиндрический катод и кольцевой магнит, устройство содержит две независимые системы электропитания, выполненные с возможностью асинхронной или синхронной работы, первая из которых соединена с основной разрядной ячейкой, а вторая - с вспомогательными разрядными ячейками, а указанные вспомогательные разрядные ячейки расположены по периметру указанного основания для обеспечения формирования кольцевого электронного пучка большего диаметра, чем у основного технологического электронного пучка, для подогрева основного объема обрабатываемого изделия до требуемой температуры.

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при получении слитков легких сплавов, фасонном литье и дисперсном упрочнении алюминиевых сплавов путем введения в материал микро- или наночастиц. Устройство для ультразвуковой обработки расплава легких сплавов состоит из пьезоэлектрического преобразователя, концентратора, излучателя из ниобия, тантала или их сплавов длиной не менее длины волны продольных колебаний ультразвука на частоте его возбуждения, при этом на концентраторе в месте минимума механических колебаний выполнен крепежный поясок, симметрично оси концентратора и излучателя размещена охлаждающая камера, выполненная в виде полого цилиндра с патрубками ввода и вывода охлаждающей жидкости, одна из торцевых поверхностей охлаждающей камеры герметично закреплена на пояске концентратора, а вторая торцевая поверхность охлаждающей камеры имеет центральное отверстие и герметично закреплена на поверхности излучателя в месте, расположенном на расстоянии, равном четверти длины волны колебаний в излучателе от места соединения излучателя с концентратором.

Изобретение относится к способам ультразвуковой обработки жидких сплавов алюминия. Способ содержит следующие этапы: обеспечение трубчатого сонотрода (1), образованного из материала, по существу инертного к жидкому алюминию, такого как керамика, причем сонотрод содержит первую концевую область (2), которая открыта, и вторую концевую область (3), которая предпочтительно закрыта, погружение по меньшей мере части открытой (2) концевой области трубчатого сонотрода (1) в жидкий сплав алюминия и воздействие мощными ультразвуковыми волнами на жидкий сплав алюминия посредством трубчатого сонотрода (1).

Изобретение относится к металлургии, в частности к обработке давлением молибдена, и может быть использовано при изготовлении изделий летательных аппаратов, теплообменников, тепловых экранов. Способ обработки заготовок из холоднодеформированного молибдена включает формообразующую пластическую деформацию путем вытяжки, при этом перед вытяжкой заготовку из холоднодеформированного молибдена подвергают одновременному воздействию потока воздуха и акустического поля звукового диапазона частот с уровнем звукового давления в пределах 140-160 дБ в течение 10-20 мин.

Изобретение относится к способам термической обработки изделий или заготовок из псевдо-β титановых сплавов путем закалки и холодной пластической деформации и может быть реализовано в металлургии, а также в машиностроении в производстве для изготовления конкретных изделий из них, в частности, пружин. Способ термической обработки изделия из псевдо-β титановых сплавов включает нагрев закаленного и продеформированного изделия, его выдержку и охлаждение.

Изобретение относится к обработке меди и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в которых применение находят медь и медные сплавы. Способ обработки изделия из поликристаллической меди заключается в воздействии на изделие постоянным магнитным полем с индукцией от 0,1 до 0,4 Тл и выдержке в магнитном поле в течение 1 часа.

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к способам обработки металлов с использованием магнитных полей, и может быть использовано для обработки твердотельного порошкообразного магнитного и немагнитного материала в переменном магнитном поле для модификации структурно-зависимых свойств этих материалов.

Изобретение относится к области обработки металлов и может быть использовано для регулирования ресурса работы изделий, изготавливаемых из металлов и эксплуатирующихся в условиях релаксации напряжений. Способ обработки изделий из алюминия марки А85, работающего в условиях релаксации напряжений, осуществляют путем воздействия на изделие электрическим полем, при этом к изделию от стабилизированного источника питания подводят электрический потенциал и увеличивают среднюю скорость релаксации напряжений изменением указанного потенциала в пределах от -1,5 В до 1,5 В.

Изобретение относится к металлургической и электрохимической промышленности и может быть использовано при изготовлении сплавов для аккумуляторов водорода. На сплав в режиме кристаллизации и охлаждения подают постоянный ток с наложением на его несущую модулированного сигнала в виде импульсного переменного тока.

Изобретение относится к способу изготовления пластинчатого изделия из алюминиевого сплава серии 7ххх и может быть использовано в авиакосмическом машиностроении, в частности для панелей и элементов обшивки крыльев. Способ изготовления пластинчатого изделия из алюминиевого сплава серии 7ххх включает литье слитка, гомогенизацию и/или предварительный нагрев отлитого слитка, горячую прокатку с получением пластинчатого изделия толщиной менее 75 мм за несколько проходов, при этом, когда промежуточная толщина пластины составляет от 80 до 220 мм, осуществляют по меньшей мере один проход горячей прокатки с высокой степенью обжатия с уменьшением толщины по меньшей мере на 25%, при этом скорость деформации во время по меньшей мере одного прохода горячей прокатки с высокой степенью обжатия составляет < 1 с-1.
Наверх