СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ РАЗМЕРОВ ДЕТАЛЕЙ ПРЕЦИЗИОННЫХ ПРИБОРОВ ИЗ ЗАКАЛЕННОГО АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА Д20
METHOD OF THERMAL STABILISATION OF SIZES OF PRECISION INSTRUMENT PARTS FROM D20 HARDENED ALUMINIUM ALLOY

Предлагаемое изобретение относится к области термической обработки и может быть применено при термической стабилизации размеров деталей прецизионных приборов (рам, корпусов, панелей, кронштейнов и т.п.) во время их изготовления из полуфабрикатов закаленного сплава Д20.
Известен способ термической стабилизации размеров деталей прецизионных приборов из закаленного алюминиевого сплава Д20 по ОСТ 1.80276-86 [1]. Термическая стабилизация размеров металлических деталей прецизионных приборов. Типовой технологический процесс, табл.19, взятый в качестве аналога-прототипа.
Известный технологический процесс изготовления деталей прецизионных приборов из закаленного сплава Д20 состоит из:
1. Искусственного старения при 170±5°C в течение 16 часов.
2. Основной механической обработки.
3. Стабилизирующего отпуска при 140±10°C в течение 8-10 часов.
4. Отделочной механической обработки.
5. Термоциклической обработки при минус 60°C в течение 1 часа и при +140±10°C в течение 1 часа 3 раза.
6. Окончательной механической обработки.
7. Стабилизирующего старения при 130±10°C - 6-8 часов.
8. Антикоррозионной обработки.
9. Заключительного старения при 130±10°C в течение 3-5 часов.
Механическую обработку деталей (строгальную, токарную, фрезерную и т.п.) начинают выполнять только после операции искусственного старения.
Недостаток этого процесса заключается в том, что он продолжителен по времени.
Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого изобретения, состоит в сокращении длительности технологического процесса и более эффективной стабилизации размеров деталей прецизионных приборов.
Технический результат достигается тем, что в способе термической стабилизации размеров деталей прецизионных приборов из закаленного алюминиевого сплава Д20, подвергаемых искусственному старению при 170±5°C, искусственное старение осуществляется в два этапа по 8 часов каждый, при этом механическую обработку осуществляют после первого этапа старения, а второй этап искусственного старения совмещают со стабилизирующим отпуском.
Отличительный признак предлагаемого способа: проведение механической обработки после первого этапа искусственного старения и совмещение второго этапа искусственного старения со стабилизирующим отпуском.
Перечисленные особенности являются новым существенным отличием предлагаемого способа от известных, что и обеспечивает технический результат.
Пример практического применения.
Подвергали термической обработке и термической стабилизации образцы из закаленного сплава Д20. Результаты указаны в таблице. Искусственное старение закаленного сплава Д20 проводили при 170±5°C и разделяли на 2 временных этапа: первый этап 8 ч и второй этап 8 ч. Термическая обработка полуфабрикатов и деталей из алюминиевых деформируемых сплавов [2].
Таблица
Свойства образцов из закаленного сплава Д20 и изменение их размеров после различных режимов термической обработки и термической стабилизации
№ режимов
Режим искусственного старения при 170±5°C
Свойства и изменение размеров после
Примечание
Искусственного старения
Стабилизирующего старения при 130°C - 8 часов
σ<sub>в</sub>, кгс/мм<sup>2</sup>
δ, %
Изменение длины, ± мм
σ<sub>в</sub>, кгс/мм<sup>2</sup>
δ, %
Изменение длины, ± мм
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
Непрерывное в течение 16 часов (по инструкции ВИАМ ПИ1.2.255-83) основная + механическая обработка
38
10
+0,095
38
10
0
Способ аналог-прототип
+ стабилизирующий отпуск 140±10°C - 8 часов
38
10
0
38
10
0
2
В 2 этапа: 1-й этап - 8 часов + основная механическая обработка
38
10
+0,095
38
10
0
Предлагаемый режим
+ 2-й этап - 8 часов
38
10
0
38
10
0
3
В 2 этапа: 1-й этап - 4 часа + основная механическая обработка
35
12
+0,05
36
11
+0,01
Режим, выходящий за пределы предлагаемого способа
+ 2-й этап - 12 часов
38
10
+0,045
38
10
0
Примечания к таблице: 1. Закалку образцов из листа ≠3 мм производили по режиму 535±5°C, выдержка 25 минут, охлаждение в воде с температурой 75-100°C (см. Производственную инструкцию ВИАМ ПИ 1.2.255-83, табл.5)2. При исследовании использовали образцы тип II ГОСТ1497-84. Торцы образцов доводили до шероховатости 0,16. Изменение длины образцов измеряли с точностью 0,003 мм. Результаты измерения размеров (длины) образцов являются среднеарифметическим значением измерения 3-х образцов3. Образцы изготавливали согласно ГОСТ 1497-84
Из таблицы следует, что предлагаемый режим обеспечивает механические свойства, аналогичные свойствам после стандартного режима термической обработки. Из результатов таблицы следует, что после применения предлагаемого способа термической стабилизации размеров высокоточных деталей из закаленного сплава Д20 изменения размеров по сравнению с применяемым способом не установлено даже после стабилизирующего старения при 130°C в течение 8 часов.
В результате использования предлагаемого способа техпроцесс изготовления следующий:
1. Искусственное старение 170±5°C - 8 ч - 1-й этап.
2. Основная механическая обработка.
3. Искусственное старение 170±5°C - 8 ч - 2-й этап.
4. Отделочная механическая обработка.
6. Термоциклическая обработка
6. Окончательная механическая обработка.
7. Стабилизирующее старение при 130±10°C - 6-8 часов.
8. Антикоррозионная обработка.
9. Заключительное старение при 130±10°C в течение 3-5 часов.
Использование предлагаемого способа позволяет:
1. Сократить режим технологического процесса изготовления высокоточных деталей из закаленного сплава Д20 на 8 часов за счет сокращения операции стабилизирующего отпуска.
2. Экономить электроэнергию за счет исключения операции «стабилизирующий отпуск».
3. Использовать более высокую температуру нагрева (170°C) вместо 140°C для стабилизации размеров высокоточных деталей.
Источники информации
1. OCT 1.80076-86. Термическая стабилизация размеров металлических деталей прецизионных приборов. Типовой технологический процесс, табл.19.
2. Термическая обработка полуфабрикатов и деталей из алюминиевых и алюминиевых деформируемых сплавов ПИ 1.2.255-83, п.5.27. Технологический процесс.