СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПУСТОТЕЛЫХ ИЗДЕЛИЙ
HOLLOW ITEMS MANUFACTURING METHOD

Изобретение относится к способу изготовления пустотелых изделий из алюминиевых сплавов.
Известен способ изготовления пустотелых изделий (см. патент RU №2386719, МПК C22F 1/04, опубл. 20.04.10 г., Бюл. №11), принятый за прототип. Способ включает изготовление пустотелого полуфабриката и термообработку - старение для упрочняемых термообработкой сплавов или отжиг для неупрочняемых термообработкой сплавов, при этом термообработку осуществляют в приспособлении для термофиксации наружной и/или внутренней поверхностей палуфабриката на всей или части его длины с использованием для термофиксации наружной поверхности полуфабриката втулки, изготовленной из стали с малым коэффициентом термического линейного расширения с рабочим диаметром, рассчитанным по формуле (см. патент №2386719), а при термофиксации внутренней поверхности полуфабриката используют приспособление - оправку, изготовленную из материала с термическим коэффициентом линейного расширения, близким термическому коэффициенту линейного расширения металла полуфабриката с рабочим диаметром, рассчитанным по формуле (см. патент №2386719).
Недостатками прототипа являются:
- в процессе закалки пустотелого полуфабриката из упрочняемого термообработкой алюминиевого сплава происходит искажение его геометрической формы, после чего сборка пустотелого полуфабриката с приспособлением - втулкой для термофиксации наружной поверхности без предварительной правки полуфабриката затруднительна;
- приспособление - втулка трудоемка и металлоемка при изготовлении. Так как наружный диаметр втулки больше наружного диаметра полуфабриката, поэтому ее использование приводит к уменьшению садки-термообработки в рабочее пространство печи;
- приспособление - оправку для термофиксации внутренней поверхности полуфабриката необходимо изготавливать из металла с термическим коэффициентом линейного расширения, близким к термическому коэффициенту линейного расширения термообрабатываемого алюминиевого сплава. Для соблюдения данного признака используется дорогостоящая нержавеющая сталь с низкими прочностными характеристиками, при этом в процессе эксплуатации происходит ее интенсивный износ, оправка выбраковывается.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества и снижение себестоимости изготавливаемых в машиностроении пустотелых изделий из алюминиевых сплавов всех групп.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в обеспечении заданной геометрической точности пустотелых полуфабрикатов в процессе термообработки при использовании для термофиксации износостойких приспособлений простейшей геометрической формы типа оправка.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления пустотелых изделий из алюминиевых сплавов, включающем изготовление пустотелого полуфабриката, термообработку в виде закалки с последующим старением для упрочняемых термообработкой сплавов или отжига для неупрочняемых термообработкой сплавов в приспособлении для термофиксации на всей или части длины полуфабриката, новым является то, что термофиксируют внутреннюю поверхность полуфабриката оправкой из закаленной инструментальной стали термостойкой при температуре закалки упрочняемых алюминиевых сплавов с рабочим диаметром оправки, выполненным из условия обеспечения сборки оправки с полуфабрикатом в нормальных условиях по переходным или прессовым посадкам.
Термофиксацию пустотелых полуфабрикатов из упрочняемых термообработкой алюминиевых сплавов осуществляют в процессе закалки и в процессе старения.
Термофиксация внутренней поверхности полуфабриката оправкой из закаленной инструментальной стали термостойкой при температуре закалки упрочняемых алюминиевых сплавов с рабочим диаметром оправки, выполненным из условия обеспечения сборки оправки с полуфабрикатом в нормальных условиях по переходным или прессовым посадкам позволяет обеспечить заданную геометрическую точность полуфабриката, увеличить садку - термообработки, уменьшить стоимость приспособления - оправки при значительном увеличении ее стойкости.
Осуществление термофиксации пустотелых полуфабрикатов из упрочняемых термообработкой алюминиевых сплавов в процессе закалки и процессе старения позволяет проводить операцию закалки полуфабрикатов из упрочняемых алюминиевых сплавов в сборе с оправкой, при этом в процессе охлаждения на воду нагретой садки - закалки полуфабрикат правится до размеров оправки.
Способ реализуется следующим образом.
В изготовленный известным способом пустотелый полуфабрикат запрессовывают оправку с рабочим диаметром (размером), выполненным из условия обеспечения сборки оправки с полуфабрикатом в нормальных условиях по переходным или прессовым посадкам, из закаленной инструментальной стали термостойкой при температуре закалки упрочняемых термообработкой алюминиевых сплавов. После нагрева до заданной температуры, выдержки и охлаждения до нормальной температуры оправку выпрессовывают из полуфабриката. Для алюминиевых сплавов, упрочняемых термообработкой сбоку оправок и полуфабрикатов, целесообразнее производить перед операцией закалки, при этом полуфабрикат правится во время охлаждения на воду до размеров оправки.
Примеры для осуществления.
Пример 1. Из упрочняемого термообработкой алюминиевого сплава В95 методами пластической деформации и резания изготавливают пустотелый полуфабрикат длиной 130 мм с внутренним диаметром ⌀118,5+0,35 мм, с дном толщиной 7 мм, с наружным диаметром ⌀127 мм, на поверхности которого имеются четыре выступа, неравномерно расположенные по окружности с шириной 36 мм и толщиной 6,5 мм. Полуфабрикат подвергают закалке на воду. После закалки в отверстие ⌀118,5 мм полуфабриката запрессовывают оправку с рабочим диаметром ⌀118,8 мм, при этом устраняется отклонение от круглости, полученное в процессе закалки на воду. В процессе последующего старения внутренний и наружный диаметры полуфабриката приобретают и после выпрессовывания оправки, сохраняют геометрическую форму в пределах заданной точности.
Оправку изготавливают из инструментальной стали типа 4Х5МФС, твердость которой после закалки отпуска - 50 HRC, а термостойкость соответствует температуре отпуска 580°С.
Пример 2. Для исключения поводки полуфабриката во время закалки на воду проведение операции закалки целесообразнее выполнять с предварительно запрессованной в полуфабрикат оправкой как в примере 1. Так как температура закалки алюминиевого сплава В95 480°С, т.е. значительно ниже температуры отпуска материала оправки (580°С), ее разупрочнение не происходит, оправка имеет длительный срок службы.