RU2323999C1

RU2323999C1 - METHOD OF HEAT-TREATMENT OF ALUMINIUM ALLOY AK4-1 (AK4-1p)

Info

Publication number: RU2323999C1
Application number: RU2006132105/02A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Еремин (RU); Анатолий Иванович Еремин; Ольга Викторовна Барсукова (RU); Ольга Викторовна Барсукова; Виктор Иванович Харитонов (RU); Виктор Иванович Харитонов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро"
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2008-05-10

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention can be used at hardiness of storage from alloy АК4-1 or АК4-1p for the following producing the high-precision parts of device. The alloy is heated up to the temperature of hardiness 450°C with the speed 80-120°C per hour and sustained 3 minutes. Then it is made the cooling in the water under the temperature 80-100°C, and then in water under the following temperature 20°C and after it is made the aging.

EFFECT: decrease of the alloy deformation during hardiness and aging.

1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к области термической обработки и может быть применено при закалке заготовок из сплава АК4-1 для последующего изготовления из него высокоточных деталей.The present invention relates to the field of heat treatment and can be used for hardening workpieces from AK4-1 alloy for the subsequent manufacture of high-precision parts from it.

Известен способ термической обработки сплава АК4-1, который заключается в закалке с температуры 530±5°С, выдержке при этой температуре, охлаждении в воде с температурой 10-40°С и последующем старении при температуре 195°С 12 часов [1]. Способ принят в качестве аналога.A known method of heat treatment of AK4-1 alloy, which consists in quenching from a temperature of 530 ± 5 ° C, holding at this temperature, cooling in water with a temperature of 10-40 ° C and subsequent aging at a temperature of 195 ° C for 12 hours [1]. The method adopted as an analogue.

Охлаждение заготовок при этом способе производят непосредственно с температуры закалки в воде. В этом случае из-за большой разности температур возникают значительные напряжения, приводящие к деформации полуфабрикатов (плит, заготовок). Эти деформации приходится устранять за счет обработки (съема) оставленного припуска фрезерованием, что в дальнейшем приводит к изменению формы и размеров деталей, а это недопустимо, т.к. требует увеличение значительного припуска под дальнейшую обработку.The cooling of the workpieces with this method is carried out directly from the quenching temperature in water. In this case, due to the large temperature difference, significant stresses arise, leading to the deformation of semi-finished products (plates, blanks). These deformations have to be eliminated by processing (removal) of the left allowance by milling, which subsequently leads to a change in the shape and size of parts, and this is unacceptable, because requires an increase in significant allowance for further processing.

Известен способ закалки алюминиевых сплавов, который заключается в нагреве до температуры закалки, выдержке при этой температуре и охлаждении в воде с температурой 80-100°С [2].A known method of hardening of aluminum alloys, which consists in heating to a hardening temperature, holding at this temperature and cooling in water with a temperature of 80-100 ° C [2].

Способ взят в качестве прототипа. При этом способе температура при закалке снижается до 430°С-450°С по сравнению со способом-аналогом. Однако это не достаточно эффективно уменьшает деформацию, т.к. напряжения возникают при охлаждении во время закалки при температуре выше 500°С, когда предел текучести (σ_0,2) алюминиевого сплава очень мал (~10 кгс/мм²), что и приводит к значительным деформациям полуфабрикатов (плит, заготовок). Эти деформации не устраняются при последующем старении, а после механической обработки на заданные размеры детали самопроизвольно изменяют форму и размеры. Эти изменения размеров невозможно исправить. Поэтому и этот способ термической обработки не эффективен для изготовления высокоточных деталей сложной конфигурации.The method is taken as a prototype. With this method, the temperature during quenching is reduced to 430 ° C-450 ° C in comparison with the analogue method. However, this does not effectively reduce deformation, because stresses occur during cooling during quenching at temperatures above 500 ° C, when the yield strength (σ _0.2 ) of the aluminum alloy is very small (~ 10 kgf / mm ² ), which leads to significant deformations of semi-finished products (plates, billets). These deformations are not eliminated during subsequent aging, and after machining to the specified dimensions, the parts spontaneously change their shape and dimensions. These resizing cannot be fixed. Therefore, this method of heat treatment is not effective for the manufacture of high-precision parts of complex configuration.

Технический результат, достигаемый от применения предлагаемого способа, заключается в уменьшении деформации при закалке и старении.The technical result achieved by the application of the proposed method is to reduce deformation during hardening and aging.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе термической обработки сплава АК4-1 или АК4-1ч проводят нагрев сплава до температуры закалки, охлаждение с температуры закалки до 450°С со скоростью 80-120°С в час и выдержку 3 минуты, охлаждение в воде с температурой 80-100°С, а затем в воде с температурой 20°С и старение.The technical result is achieved by the fact that in the proposed method of heat treatment of an alloy AK4-1 or AK4-1h, the alloy is heated to a quenching temperature, cooled from a quenched temperature to 450 ° C at a speed of 80-120 ° C per hour and held for 3 minutes, cooling in water with a temperature of 80-100 ° C, and then in water with a temperature of 20 ° C and aging.

Пример практического применения. Подвергали закалке образцы из сплава АК4-1 по различным режимам. Результаты исследования указаны в таблице.An example of practical application. Samples from AK4-1 alloy were quenched in various modes. The results of the study are shown in the table.

Примечания к таблице.Notes to the table.

1. Выдержку при термической обработке отсчитывали после достижения образцами заданной температуры.1. The exposure to heat treatment was counted after the samples reached a predetermined temperature.

2. При термической обработке использовали образцы тип III ГОСТ 1497-84. Торцы образцов доводили до шероховатости 0,16 для повышения точности измерения длины образцов.2. During the heat treatment, samples of type III GOST 1497-84 were used. The ends of the samples were brought to a roughness of 0.16 to increase the accuracy of measuring the length of the samples.

3. На каждый режим термической обработки использовали по три образца, вырезанные из каждой плиты АК4-1 согласно ГОСТ 17232-99.3. For each heat treatment mode, three samples were used, cut from each plate AK4-1 according to GOST 17232-99.

4. Результаты измерения размеров (длины) образцов являются среднеарифметическим результатом измерения 3-х образцов. Измерения длины (60 мм) образцов выполняли с точностью ±0,001 мм.4. The results of measuring the size (length) of the samples are the arithmetic mean of the measurement of 3 samples. Measurements of the length (60 mm) of the samples were performed with an accuracy of ± 0.001 mm.

5. Охлаждение деталей и образцов со скоростью 80-120°С в час производили вместе с печью.5. The cooling of parts and samples at a speed of 80-120 ° C per hour was carried out together with the furnace.

Из результатов таблицы следует, что предлагаемый режим обеспечивает уменьшение деформации образцов более чем в 5 раз после закалки и более чем в 3 раза после старения при практически равных механических свойствах (σ_в; δ).From the results of the table it follows that the proposed mode provides a reduction in the deformation of the samples by more than 5 times after quenching and more than 3 times after aging with almost equal mechanical properties (σ _in ; δ).

Использование предлагаемого способа позволяет.Using the proposed method allows.

1. Существенно уменьшить деформацию как после закалки, так и после старения (195°С 12 часов).1. Significantly reduce deformation both after hardening and after aging (195 ° C for 12 hours).

2. Изготавливать детали (рамы, корпуса, кронштейны) сложной конфигурации с точными размерами из плит, профилей, прутков сплава АК4-1.2. To produce parts (frames, cases, brackets) of complex configuration with exact dimensions from plates, profiles, rods of AK4-1 alloy.

Источники информацииInformation sources

1. Производственная инструкция ПИ 1.2А510-98, с.15-20. Термическая обработка полуфабрикатов и деталей из алюминия и алюминиевых деформированных сплавов, ВИАМ.1. Production instruction PI 1.2A510-98, p.15-20. Heat treatment of semi-finished products and parts from aluminum and aluminum deformed alloys, VIAM.

2. Патент РФ №2125618. Способ термической обработки отливок из алюминиевых сплавов.2. RF patent №2125618. The method of heat treatment of castings from aluminum alloys.

Claims

The method of heat treatment of an aluminum alloy AK4-1 or AK4-1ch, including heating the alloy to a quenching temperature, cooling from a quenching temperature to 450 ° C at a speed of 80-120 ° C per hour and holding for 3 minutes, cooling in water with a temperature of 80-100 ° C and then in water with a temperature of 20 ° C and aging.