СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВЫСОКОТОЧНЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ СПЛАВА АК4-1ч ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ИХ РАЗМЕРОВ
PROCEDURE FOR THERMAL TREATMENT OF HIGH-PRECISION PARTS OF ALLOY AK4-1 ch FOR STABILISATION OF THEIR DIMENSIONS

Предлагаемый способ относится к области термической обработки и может быть применен при термической стабилизации размеров высокоточных деталей (рам, кронштейнов, корпусов и т.п.) во время их изготовления из плит сплава АК4-1 ч.
Известен способ термической стабилизации деталей из алюминиевых сплавов АК4-1 ч по ОСТ 1 80276-86-Термическая стабилизация размеров металлических деталей прецизионных приборов. Типовой технологический процесс табл.19 [1], взятый в качестве аналога. Недостатками аналога является то, что:
1) Этот типовой технологический процесс предусматривает 4 операции термической стабилизации, т.е. способ-аналог имеет длительный технологический процесс стабилизации размеров деталей.
2) В режимах стабилизации не применяется более высокая температура нагрева (190°С) для снижения напряжений после механической обработки.
Существует способ термической стабилизации размеров высокоточных деталей из сплава Д16 по патенту №2354741 [2] (заявка №2007122893 с приоритетом от 18 июня 2007 г.), взятый в качестве аналога. В этом способе искусственное старение выполняют в два этапа по 5,5 часов каждый. Для сплава АК4-1 ч этого времени недостаточно, т.к. он легирован никелем и требует более длительного искусственного старения - 12 часов.
Наиболее близким аналогом предложенного изобретения является способ термической обработки высокоточных деталей из сплава АК4-1 ч для стабилизации их размеров, включающий закалку и старение (RU 2323999 С1, МПК C22F 1/057, 10.05.2008, формула).
Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого способа, состоит в сокращении длительности технологического процесса.
Технический результат, достигается тем, что способ термической обработки высокоточных деталей из сплава АК4-1 ч для стабилизации их размеров включает закалку и старение, причем искусственное старение проводят в два этапа при температуре 190°С в течение 6 часов каждый, при этом после первого этапа старения осуществляют механическую обработку.
Отличительный признак предлагаемого способа: проведение механической обработки после первого этапа искусственного старения, проводимого при 190°С в течение 6 часов и совмещение второго этапа искусственного старения со стабилизирующим отпуском, проводимого при 190°С в течение 6 часов, вместо операции 5 табл.19 [1], которая длится 8-10 часов при 160-180°С.
Перечисленные особенности являются новым существенным отличием предлагаемого способа от известных, что и обеспечивает технический результат за счет совмещения второго этапа искусственного старения со стабилизирующим отпуском.
Пример практического применения.
Подвергали закалке и стабилизирующей обработке образцы из сплавов АК4-1 ч по различным режимам. Результаты исследования указаны в таблице. Искусственное старение сплавов АК4-1 ч разделяли на 2 временных этапа согласно [3] «Термическая обработка полуфабрикатов и деталей из алюминиевых и алюминиевых деформируемых сплавов п.5.2.7 ПИ 1.2.255-83. Типовой технологический процесс».
Свойства образцов из сплава АК4-1 ч, термообработанных по различным режимам
№№ п/п
Режим старения при 190°С
Свойства и изменение размеров образцов,
Свойства и изменение размеров образцов после 140°С в течение 8 часов (стабилизирующее старение)
Примечание
σ<sub>в</sub>, кгс/мм<sup>2</sup>
δ, %
σ<sub>в</sub>, кгс/мм<sup>2</sup>
δ, %
Изменение размеров, ± мм
1
Непрерывное 12 часов по ОСТ 1.80278-86
42
8
42
8
0
Аналог
2
Прерывистое 6 часов +6 часов
Предлагаемый режим
42
11
42
11
0
42
10
42
10
0
3
Прерывистое 4 часа +8 часов
Режим, выходящий за пределы предлагаемого способа
38
12
38
12
+0,015
42
10
42
10
0
4
Способ по патенту №2354741 5,5 часов 4-5,5 часов
41
12
42
12
+0,005
Прототип
Примечания к таблице:
1. Закалку образцов из плиты ≠60 мм производили по режиму 530±5°С, выдержка 1 час, охлаждение в воде 25°С. Режим согласно инструкции ВИАМ ПИ 1.2.255-83
2. При термической обработке использовали образцы тип III ГОСТ 1497-84. Торцы образцов доводили до шероховатости 0,16
3. Результаты измерения размеров (длины) образцов являются среднеарифметическим значением измерения 3-х образцов
4. Измерения длины (55 мм) образцов выполняли с точностью ±0,001 мм
5. Образцы по 3 шт от каждого режима вырезали из плиты согласно ГОСТ 17232-99
Из результатов таблицы следует, что предлагаемый режим не отличается от режимов аналога и прототипа по механическим свойствам и изменению размеров, но сокращает продолжительность технологического процесса изготовления деталей высокоточных приборов более чем на 8 часов за счет исключения операции 5 (см. лист 1).
Результаты таблицы подтверждают, что после применения предлагаемого способа термической стабилизации размеров высокоточных деталей закаленного сплава АК4-1 ч не обнаружено изменение размеров (таблица) после стабилизирующего старения при 140°С в течение 8 часов.
Использование предлагаемого способа позволяет:
Сократить режим термической стабилизации высокоточных деталей из сплава АК4-1 ч более чем на 8 часов за счет сокращения стабилизирующего отпуска (см. ссылку лист 1).
Источники информации
1. ОСТ 180278-86. Термическая стабилизация размеров деталей прецизионных приборов. Типовой технологический процесс. -1 л.
2. Патент №2354741, заявка №2007122893/02 от 18.06.2007 г.
3. Термическая обработка полуфабрикатов и деталей из алюминиевых и алюминиевых деформируемых сплавов ПИ 1.2.255-83. Типовой технологический процесс.