Патент на изобретение №2312930

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПУСТОТЕЛЫХ ИЗДЕЛИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к способу изготовления пустотелых изделий из алюминиевых сплавов, упрочняемых термообработкой. Изготавливают пустотелый полуфабрикат, проводят закалку, обработку давлением с изменением периметра поперечного сечения свежезакаленного пустотелого полуфабриката со степенью деформации, не превышающей допустимую. Затем проводят старение. Изготавливаются изделия с более высокой точностью, обладающие меньшей шероховатостью поверхностей.

Изобретение относится к способу изготовления пустотелых изделий (труб, штамповок) из алюминиевых сплавов, упрочняемых термообработкой.

Известен способ изготовления изделий из упрочняемых термообработкой алюминиевых сплавов (см. авторское свидетельство N724600, кл. С22F 1/00, публ. 21.11.77 г.), включающий изготовление полуфабриката, закалку, обработку давлением непосредственно после закалки (правку) и старение. Описанный способ принят за прототип.

Прототип обладает следующими недостатками.

1. Известный способ, в основном, направлен на повышение предела прочности сплава.

2. В процессе закалки на воду пустотелый полуфабрикат приобретает искаженную геометрическую форму (отличную от круга в поперечном сечении – для тел вращения) из-за разнотолщинности после прессования и неравномерного охлаждения в процессе закалки, при этом искажение тем больше, чем больше разнотолщинность заготовки и неравномерность охлаждения.

3. Обработка давлением (правка) только частично устраняет искажение формы, но не уменьшает припусков на последующую механическую обработку, не снижает шероховатость поверхностей, полученных в процессе прессования и практически не изменяет периметр поперечного сечения полуфабриката.

Изобретением решается задача: повышение качества, снижение себестоимости, уменьшение номенклатуры используемых в производстве пустотелых полуфабрикатов.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении точности, уменьшении шероховатости поверхностей.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления пустотелых изделий из упрочняемых термообработкой алюминиевых сплавов, включающем изготовление пустотелого полуфабриката, закалку, обработку давлением непосредственно после закалки и старение, новым является то, что свежезакаленный пустотелый полуфабрикат подвергают обработке давлением с изменением периметра поперечного сечения полуфабриката со степенью деформации, не превышающей допустимую для свежезакаленного состояния алюминиевого сплава.

Использование обработки давлением для свежезакаленного пустотелого полуфабриката с изменением периметра внутреннего и наружного диаметра (обжима или раздачи) со степенью деформации, не превышающей допустимую для свежезакаленного состояния алюминиевого сплава позволяет:

– повысить точность полуфабриката по сравнению с точностью, полученной при прессовании или ином способе, снизить шероховатость поверхностей, уменьшить припуски на механическую обработку за счет приближения формы полуфабриката к форме готового изделия;

– из одного полуфабриката, полученного прессованием или иным способом, изготавливать изделия с разными диаметрами высокой точности, что крайне важно в условиях мелкосерийного и серийного производства, т.к. снижается номенклатура используемых в производстве полуфабрикатов.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что предлагаемое техническое решение обладает новизной и изобретательским уровнем.

Способ реализуется следующим образом.

Изготовленный прессованием (выдавливанием) или иным способом пустотелый полуфабрикат подвергают закалке. После закалки свежезакаленный пустотелый полуфабрикат обрабатывают давлением с изменением периметра внутреннего и наружного диаметра раздачей или обжимом со степенью деформации, не превышающей допустимую для свежезакаленного состояния, т.е.

DD₁,

где D – диаметр пустотелого полуфабриката до закалки,

D₁ – диаметр пустотелого полуфабриката после обработки давлением в свежезакаленном состоянии алюминиевого сплава.

После обработки давлением полуфабрикат подвергают старению и окончательной механической обработке.

Примеры для осуществления.

Пример 1. Для двух пустотелых изделий из алюминиевого сплава АК6 с размерами:

1 изделие – D_н=159 мм, d_вн=141 мм;

2 изделие – D_н=164 мм, d_вн=145,5 мм.

Высота изделий 100 мм.

Полуфабрикат изготавливают выдавливанием с D_н=160 мм, d_вн=140 мм, высотой 103 мм, затем закаливают, после чего подвергают раздаче по всей высоте на прессе деформирующими кольцами-дорнами до внутреннего диаметра d_вн изделия, при этом у полуфабриката для 1 изделия наружный диаметр D_н161 мм, d_вн=141 мм, у полуфабриката для 2 изделия наружный диаметр D_н165 мм, d_вн=145,5 мм, т.е. из одного полуфабриката путем раздачи получены полуфабрикаты, приближенные к форме 2-х различных изделий. Полуфабрикаты старят и обрабатывают по наружному диаметру в размеры изделия.

Пример 2. Для пустотелого изделия из алюминиевого сплава Д16 с размерами: D_н=71,5 мм, d_вн=68 мм, высотой 170 мм, изготавливают полуфабрикат с размерами D_н=72 мм, d_вн=68 мм, высотой 172 мм. Полуфабрикат закаливают, после чего подвергают обжиму по всей высоте до D_н=71,5 мм, при этом внутренний диаметр полуфабриката d_вн67,5 мм. Полуфабрикат подвергают старению и механической обработке по внутреннему диаметру.

Для пустотелого изделия из алюминиевого сплава Д16 с размерами D_н=72,5 мм, d_вн=69 мм, высотой 170 мм изготавливают полуфабрикат с размерами D_н=72 мм, d_вн=68 мм, высотой 172 мм. Полуфабрикат закаливают, после чего подвергают раздаче по всей высоте до d_вн=69 мм, при этом D_н72,8 мм. Полуфабрикат подвергают старению и механической обработке по наружному диаметру.

Формула изобретения

Способ изготовления пустотелых изделий из упрочняемых термообработкой алюминиевых сплавов, включающий изготовление пустотелого полуфабриката, закалку, обработку давлением непосредственно после закалки и старение, отличающийся тем, что свежезакаленный пустотелый полуфабрикат подвергают обработке давлением с изменением периметра поперечного сечения полуфабриката со степенью деформации, не превышающей допустимую для свежезакаленного состояния алюминиевого сплава.