RU2354741C2

RU2354741C2 - Method of thermal stabilisation of high-precision part dimentions made of alloy d16, strengthened by thermal treatment

Info

Publication number: RU2354741C2
Application number: RU2007122893/02A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Еремин (RU); Анатолий Иванович Еремин; Виктор Иванович Харитонов (RU); Виктор Иванович Харитонов; Ольга Викторовна Барсукова (RU); Ольга Викторовна Барсукова
Original assignee: Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро"
Priority date: 2007-06-18
Filing date: 2007-06-18
Publication date: 2009-05-10
Also published as: RU2007122893A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention can be used in aircraft instrument making with manufacturing of high-precision parts. Parts are subject to tempering, artificial aging at 190°C and mechanical operation. Artificial aging is implemented in two stages during 5.5 hours per each, and mechanical operation is implemented after the first stage of aging.

EFFECT: it is reduced process duration and more effectively implemented scantling stabilisation.

1 tbl, 1 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к области термической обработки и может быть применено при термической стабилизации размеров высокоточных деталей (рам, крышек, кронштейнов, панелей и т.п.) во время их изготовления из плит сплава Д16.The present invention relates to the field of heat treatment and can be used in the thermal stabilization of the dimensions of high-precision parts (frames, covers, brackets, panels, etc.) during their manufacture from D16 alloy plates.

Известен способ термической стабилизации деталей из алюминиевого сплава Д16, который установлен по ГОСТ 17535-77 [1]. Способ взят в качестве аналога. Термическая стабилизация по ГОСТ 17535-77 состоит из термических операций (помимо тех, которые необходимы для получения требуемых механических свойств). Основной операцией термической стабилизации является стабилизирующий отпуск. Предельно допустимая температура нагрева при стабилизирующем отпуске должна определяться требуемыми механическими свойствами.A known method of thermal stabilization of parts made of aluminum alloy D16, which is installed according to GOST 17535-77 [1]. The method is taken as an analog. Thermal stabilization according to GOST 17535-77 consists of thermal operations (in addition to those that are necessary to obtain the required mechanical properties). The main operation of thermal stabilization is stabilizing tempering. The maximum allowable heating temperature during stabilizing tempering should be determined by the required mechanical properties.

Недостатком аналога является то, что во время упрочняющей термической обработки искусственное старение производят в один этап, а затем после последующей механической обработки (токарной, фрезерной, строгальной и т.п.) проводят стабилизирующий отпуск для снижения напряжений от механической обработки. При такой схеме технологического процесса не используется более высокая температура нагрева и образование сверхпластичности сплава во время фазовых превращений при искусственном старении 190°С для более полного снижения напряжений от механической обработки, так как механическую обработку производят после искусственного старения.The disadvantage of the analogue is that during hardening heat treatment, artificial aging is performed in one step, and then after subsequent machining (turning, milling, planing, etc.), stabilizing tempering is performed to reduce stresses from mechanical processing. With this process scheme, a higher heating temperature and the formation of superplasticity of the alloy during phase transformations during artificial aging of 190 ° C are not used to more fully reduce stresses from machining, since machining is performed after artificial aging.

Существует способ термической стабилизации размеров высокоточных деталей из сплава Д16 по ОСТ 1.80278-86 [2], взятый в качестве прототипа. В том ОСТе технологический процесс установлен по той же схеме, как в ГОСТе 17535-77.There is a method of thermal stabilization of the size of high-precision parts made of alloy D16 according to OST 1.80278-86 [2], taken as a prototype. In that OST, the technological process is installed according to the same scheme as in GOST 17535-77.

После окончательной упрочняющей термической обработки производят механическую обработку деталей, а затем проводят стабилизирующие операции для снижения напряжений и стабилизации размеров. Эти оба способа (аналог и прототип) имеют недостатки:After the final hardening heat treatment, parts are machined and then stabilizing operations are carried out to reduce stresses and stabilize dimensions. Both of these methods (analogue and prototype) have disadvantages:

1. Более длительный технологический процесс стабилизации размеров.1. A longer process for stabilizing sizes.

2. Не используется более высокая температура нагрева искусственного старения (190°С) для снижения напряжений и стабилизации размеров после механической обработки, так как напряжения после механической обработки снимают более низкими температурами.2. Do not use a higher heating temperature of artificial aging (190 ° C) to reduce stress and stabilize dimensions after machining, since stress after machining is removed at lower temperatures.

Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого изобретения, состоит в сокращении длительности технологического процесса и более эффективной стабилизации размеров.The technical result achieved by using the present invention is to reduce the duration of the process and more effective dimensional stabilization.

Технический результат достигается тем, что в способе термической стабилизации высокоточных деталей из сплава Д16, упрочняемых термической обработкой, включающем закалку, искусственное старение при 190°С и механическую обработку, искусственное старение проводят в два этапа в течение 5,5 часов каждый, а механическую обработку осуществляют после первого этапа старения. Отличительный признак предлагаемого способа - осуществление механической обработки после первого этапа старения и совмещение второго этапа искусственного старения со стабилизирующим отпуском.The technical result is achieved by the fact that in the method of thermal stabilization of high-precision parts made of D16 alloy, hardened by heat treatment, including hardening, artificial aging at 190 ° C and mechanical treatment, artificial aging is carried out in two stages for 5.5 hours each, and mechanical processing carried out after the first stage of aging. A distinctive feature of the proposed method is the implementation of mechanical processing after the first stage of aging and the combination of the second stage of artificial aging with stabilizing tempering.

Перечисленные особенности являются новым существенным отличием предлагаемого способа от известных, что и обеспечивает технический результат за счет совмещения второго этапа искусственного старения со стабилизирующим отпуском.The listed features are a new significant difference between the proposed method and the known ones, which provides a technical result by combining the second stage of artificial aging with stabilizing tempering.

Пример практического применения.An example of practical application.

Подвергали закалке и стабилизирующей обработке образцы из сплава Д16 по различным режимам. Результаты исследования указаны в таблице. Искусственное старение сплава Д16 разделяли на 2 временных этапа согласно [3].Samples of alloy D16 were quenched and stabilized by various modes. The results of the study are shown in the table. Artificial aging of the D16 alloy was divided into 2 time stages according to [3].

Таблица
Свойств образцов из сплава Д16, термообработанных по различным режимам.Table
The properties of samples of alloy D16, heat-treated in various modes. № п/пNo. p / p Режим старения при 190°СAging mode at 190 ° С Свойства и изменение размеров образцовProperties and resizing of samples Свойства и изменение размеров образцов после 140°С в течение 8 часов (стабилизирующее старение)Properties and resizing of samples after 140 ° C for 8 hours (stabilizing aging) ПримечаниеNote σ_в, кгс/мм² σ _in, kgf / mm ² δ,%δ,% Изменение размеров ±ммResize ± mm σ_в, кгс/мм² σ _in, kgf / mm ² δ,%δ,% Изменение размеров ±ммResize ± mm 1one По ГОСТ17535-77 11 часовAccording to GOST17535-77 11 hours 4242 1010 -0,07-0.07 4242 1010 00 АналогAnalogue 22 Прерывистое 5,5 часов +
5,5 часовIntermittent 5.5 hours +
5.5 hours 42
4242
42 18
17eighteen
17 -0,06
0-0.06
0 42
4242
42 18
17eighteen
17 0
00
0 Предлагаемый режимSuggested Mode 33 Прерывистое 4 часа +
7 часовIntermittent 4 hours +
7 o'clock 40
4240
42 18
17eighteen
17 -0,04
-0,02-0.04
-0.02 38
4238
42 19
1719
17 +0,01
0+0.01
0 Режим, Выходящий за
Пределы Предлагаемого способаMode beyond
The limits of the proposed method 4four Непрерывное
11 часов по ОСТ 1.80278-86Continuous
11 hours according to OST 1.80278-86 4242 1717 -0,06-0.06 4242 1717 00 ПрототипPrototype Примечания к таблице.
1. Закалку образцов из плиты ≠35 мм проводили по режиму 500±3°С, выдерживали 1 час, охлаждали образцы в воде 25°С. Увеличение размеров (длины) образцов после закалки составляет + (0,55-0,65 мм).
2. Выдержку при термической обработке отсчитывали после достижения образцами заданной температуры.
3. При термической обработке использовали образцы тип III ГОСТ 1497-84. Торцы образцов доводили до шероховатости 0,16 для повышения точности измерения длины образцов.
4. На каждый режим термической обработки использовали по три образца, вырезанные из каждой плиты Д16 согласно ГОСТ 17232-99.
5. Результаты измерения размеров (длины) образцов являются среднеарифметическим результатом измерения 3-х образцов. Измерения длины (60 мм) образцов выполняли с точностью ±0,001 мм.Notes to the table.
1. Quenching of samples from a ≠ 35 mm plate was carried out according to the regime of 500 ± 3 ° С, held for 1 hour, and the samples were cooled in water at 25 ° С. The increase in size (length) of the samples after quenching is + (0.55-0.65 mm).
2. The exposure to heat treatment was counted after the samples reached a predetermined temperature.
3. During the heat treatment used samples of type III GOST 1497-84. The ends of the samples were brought to a roughness of 0.16 to increase the accuracy of measuring the length of the samples.
4. For each heat treatment mode, three samples were used, cut from each plate D16 according to GOST 17232-99.
5. The results of measuring the size (length) of the samples are the arithmetic average of the measurement of 3 samples. Measurements of the length (60 mm) of the samples were performed with an accuracy of ± 0.001 mm.

Из результатов таблицы следует, что предлагаемый режим не отличается от режима аналога и прототипа по свойствам и изменению размеров и сокращает длительность технологического процесса высокоточных деталей на 6-10 часов. Результаты таблицы показывают, что изменения свойств и размеров после предлагаемого режима термической стабилизации на образцах не наблюдается после стабилизирующего старения при 140°С.From the results of the table it follows that the proposed mode does not differ from the analogue and prototype modes in terms of properties and resizing and reduces the duration of the technological process of high-precision parts by 6-10 hours. The results of the table show that changes in properties and sizes after the proposed thermal stabilization mode on the samples are not observed after stabilizing aging at 140 ° C.

Использование предлагаемого способа позволяет:Using the proposed method allows you to:

1. Сократить режим термической стабилизации высокоточных деталей из сплава Д16 за счет сокращения стабилизирующего отпуска (отжига) на 6-10 часов.1. To reduce the thermal stabilization regime of high-precision parts made of alloy D16 by reducing the stabilizing tempering (annealing) by 6-10 hours.

Источники информацииInformation sources

1. Детали приборов высокоточные металлические. Стабилизация размеров термической обработкой. Типовые технологические процессы. ГОСТ 17535-77.1. Instrument parts are precision metal. Stabilization of sizes by heat treatment. Typical technological processes. GOST 17535-77.

2. Термическая стабилизация размеров металлических деталей прецизионных приборов. Типовой технологический процесс. ОСТ 180.278-86.2. Thermal stabilization of the dimensions of metal parts of precision instruments. Typical technological process. OST 180.278-86.

3. Термическая обработка полуфабрикатов и деталей из алюминия и алюминиевых деформируемых сплавов п.5.2.7. ПИ 1.2.255-83. Типовой технологический процесс.3. Heat treatment of semi-finished products and parts made of aluminum and aluminum wrought alloys p. 5.2.7. PI 1.2.255-83. Typical technological process.

Claims

The method of thermal stabilization of the dimensions of high-precision parts made of D16 alloy hardened by heat treatment, including hardening, artificial aging at 190 ° C and mechanical treatment, characterized in that artificial aging is carried out in two stages for 5.5 hours each, and mechanical processing is carried out after first stage of aging.