RU2324000C1

RU2324000C1 - Method of thermal treatment of storage made of aluminium alloy d16

Info

Publication number: RU2324000C1
Application number: RU2006136686/02A
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: 2006-10-16
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2008-05-10

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention can be used under the hardiness of storages made of alloy D16 and the following producing of the high-precision parts of devices. The alloy is heated up to the temperature of hardiness. Then it is made the cooling from the temperature of hardiness to 430°C with the speed 130-150°C per hour and retention interval 3 minutes. The following cooling is made in the water under the temperature 80-100°C, and after under the temperature 20°C, and finally it is made the aging.

EFFECT: alloy deformation is reducing during hardiness and aging.

1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к области термической обработки и может быть применено при закалке заготовок из сплава Д16 для последующего изготовления из них высокоточных деталей.The present invention relates to the field of heat treatment and can be applied when quenching workpieces from alloy D16 for the subsequent manufacture of high-precision parts from them.

Известен способ термической обработки сплава Д16, который заключается в закалке с температуры 490°С, выдержке при этой температуре, охлаждении в воде с температурой 10-40°С и последующем старении при температуре 190°С - 12 часов [1]. Способ принят в качестве аналога.A known method of heat treatment of alloy D16, which consists in quenching from a temperature of 490 ° C, holding at this temperature, cooling in water with a temperature of 10-40 ° C and subsequent aging at a temperature of 190 ° C - 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 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 увеличения 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 deformation of the workpieces. 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 390-410°С по сравнению со способом-аналогом. Однако это недостаточно эффективно уменьшает деформацию, т.к. напряжения возникают при охлаждении во время закалки при температуре выше 480°С, когда предел текучести (σ_0,2) алюминиевого сплава очень мал (~10 кгс/мм²), что и приводит к значительным деформациям 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 неэффективен для изготовления высокоточных деталей сложной конфигурации (рам, кронштейнов, корпусов и т.п.).The method is taken as a prototype. With this method, the temperature during quenching is reduced to 390-410 ° C in comparison with the analogue method. However, this does not effectively reduce deformation, because stresses arise during cooling during quenching at temperatures above 480 ° 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 the workpieces. 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 heat treatment method is also ineffective for the manufacture of high-precision parts of complex configuration (frames, brackets, cases, etc.).

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 заготовок сплава Д16, включающем закалку в воде с температурой 80-100°С в воде цеховой температуры и старение, охлаждение с температуры закалки производят со скоростью 130-150°С в час до температуры 430°С, выдержка до 3-х минут.The technical result is achieved by the fact that in the proposed method of heat treatment of D16 alloy billets, including quenching in water with a temperature of 80-100 ° C in workshop water and aging, cooling from the quenching temperature is carried out at a speed of 130-150 ° C per hour to a temperature of 430 ° C, exposure to 3 minutes.

Отличительный признак предлагаемого способа - охлаждение с температуры закалки со скоростью 130-150°С в час до 430°С, выдержка до 3-х минут при этой температуре, что и обеспечивает технический результат.A distinctive feature of the proposed method is cooling from quenching temperature at a speed of 130-150 ° C per hour to 430 ° C, holding for up to 3 minutes at this temperature, which provides a technical result.

Пример практического применения.An example of practical application.

Подвергали закалке образцы из сплава Д16 по различным режимам. Результаты исследования указаны в таблице.Samples of alloy D16 were quenched in various modes. The results of the study are shown in the table.

Таблица.
Результаты исследования сплава Д16 после различных режимов термической обработки.Table.
The results of the study of alloy D16 after various heat treatment modes. №No. СортGrade Режим закалкиHardening mode Изменение размеров ± мм послеResize ± mm after СвойстваThe properties ПримечаниеNote после закалкиafter hardening Старение 190°C - 12 ч.Aging 190 ° C - 12 hours ЗакалкиHardening Старения 190°С 12 часAging 190 ° C 12 hours σ_в кгс/мм² σ _in kgf / mm ² δ %δ% σ_в кгс/мм² σ _in kgf / mm ² δ %δ% 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 Плита ≠35 ммPlate ≠ 35 mm Нагрев до 490°С, выд. 1,5 часа, охлаждение:Heating to 490 ° C, exp. 1.5 hours, cooling: Способ-аналогAnalogue Method 1one а) в воде с температурой 20°Сa) in water with a temperature of 20 ° C +0,58+0.58 -0,06-0.06 3636 1717 4242 15fifteen б) в воде с температурой 90°Сb) in water with a temperature of 90 ° C +0,25+0.25 -0,04-0.04 3737 1919 4141 1717 Способ-прототипPrototype method Плита ≠20 ммPlate ≠ 20 mm а) -«-but) -"- +0,68+0.68 -0,05-0.05 3737 1919 4242 18eighteen Способ-аналогAnalogue Method б) -«-b) - "- +0,18+0.18 -0,06-0.06 3838 1616 4343 15fifteen Способ-прототипPrototype method Плита ≠35 ммPlate ≠ 35 mm Нагрев до 490°С, выд. 1,5 часа, охлажд. с печью со скоростьюHeating to 490 ° C, exp. 1.5 hours, cooling. with a furnace at a speed +0,08+0.08 -0,02-0.02 4040 1717 4242 15fifteen Предлагаемый режимSuggested Mode 22 Плита ≠20 ммPlate ≠ 20 mm 130°С в час до 430°С, выд. 3 мин, охлажд. в воде с температурой 90°С, выд. 3 мин, охлажд. в воде с температурой 20°С130 ° C per hour to 430 ° C, issue 3 min, cooling. in water with a temperature of 90 ° C, vyd. 3 min, cooling. in water with a temperature of 20 ° C +0,05+0.05 -0,02-0.02 4141 1616 4343 14fourteen Плита ≠35 ммPlate ≠ 35 mm Нагрев до 490°С. выд. 1,5 часа, охлажд. с печью со скоростьюHeating to 490 ° C. issue 1.5 hours, cooling. with a furnace at a speed +0,09+0.09 -0,02-0.02 40,540.5 1616 4242 15fifteen Предлагаемый режимSuggested Mode 33 Плита ≠20 ммPlate ≠ 20 mm 150°С в час до 430°С, выд. 3 мин, охлажд. в воде с температурой 90°С, выд. 3 мин, охлажд. в воде с температурой 20°С150 ° C per hour to 430 ° C, issue 3 min, cooling. in water with a temperature of 90 ° C, vyd. 3 min, cooling. in water with a temperature of 20 ° C +0,06+0.06 -0,03-0.03 41,541.5 18eighteen 4343 14fourteen Плита ≠35 ммPlate ≠ 35 mm Нагрев до 490°С, выд. 1,5 часа, охлажд. с печью со скоростьюHeating to 490 ° C, exp. 1.5 hours, cooling. with a furnace at a speed +0,07+0.07 -0,01-0.01 3737 18eighteen 3838 1717 Способ, выходящий за пределы предлагаемогоThe way beyond the proposed 4four Плита ≠20 ммPlate ≠ 20 mm 120°С в час до 430°С, выд. 3 мин, охлаждение в воде с температурой 90°С, выд. 3 мин, охлаждение в
воде с темпер. 20°С.120 ° C per hour to 430 ° C, issue 3 min, cooling in water with a temperature of 90 ° C, vyd. 3 min, cooling in
water with tamper. 20 ° C. +0,05+0.05 -0,01-0.01 3838 1919 3939 18eighteen Плита ≠35 ммPlate ≠ 35 mm Нагрев до 490°С, выд. 1,5 часа, охлажд. с печью соHeating to 490 ° C, exp. 1.5 hours, cooling. with oven with +0,01+0.01 0,010.01 3333 20twenty 3434 1919 -«-- "- 55 Плита ≠20 ммPlate ≠ 20 mm скоростью 150°С в час до 400°С, выд. 3 минуты, охлаждение в воде с температурой 90°С, выд. 3 минуты, охлаждение в воде с температурой 20°Сspeed of 150 ° C per hour to 400 ° C, vyd. 3 minutes, cooling in water with a temperature of 90 ° C, vyd. 3 minutes, cooling in water with a temperature of 20 ° C +0,01+0.01 00 3434 2121 3535 20twenty Примечания к таблице.
1. Выдержку при термической обработке отсчитывали после достижения образцами заданной температуры.
2. При термической обработке использовали образцы тип III ГОСТ1497-84. Торцы образцов доводили до шероховатости

для повышения точности измерения длины образцов.
3. На каждый режим термической обработки использовали по три образца, вырезанные из каждой плиты Д16 согласно ГОСТ 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.
5. Охлаждение деталей и образцов со скоростью 130-150°С в час производили вместе с печью.
6. Температура закалки обеспечивалась с точностью ±5°С.
Из результатов таблицы следует, что предлагаемый режим обеспечивает уменьшение деформации образцов более чем в 6 раз после закалки и более чем в 2 раза после старения при практически равных механических свойствах (σ_в; δ).Notes to the table.
1. The exposure to heat treatment was counted after the samples reached a predetermined temperature.
2. During the heat treatment, samples of type III GOST1497-84 were used. The ends of the samples were roughened

to increase the accuracy of measuring the length of the samples.
3. For each heat treatment mode, three samples were used, cut from each plate D16 according to GOST 17232-99.
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. The cooling of parts and samples at a speed of 130-150 ° C per hour was carried out together with the furnace.
6. The hardening temperature was ensured with an accuracy of ± 5 ° C.
From the results of the table it follows that the proposed mode provides a reduction in the deformation of the samples by more than 6 times after quenching and more than 2 times after aging with almost equal mechanical properties (σ _in ; δ).

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

1. Существенно уменьшить деформацию как после закалки, так и после старения (190°С - 12 часов).1. Significantly reduce deformation both after hardening and after aging (190 ° C - 12 hours).

2. Изготавливать детали (рамы, корпуса, кронштейны) сложной конфигурации с точными размерами из плит, профилей, прутков сплава Д16.2. To produce parts (frames, cases, brackets) of complex configuration with exact dimensions from plates, profiles, bars of alloy D16.

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 blanks from aluminum alloy D16, including heating the alloy to a quenching temperature, cooling from a quenching temperature to 430 ° C at a speed of 130-150 ° 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.