CS264687B1

CS264687B1 - Způsob výroby průtlačně lisovaných dutých tyčí a profilů ze slitiny typu hliník-hořčík-křemík se zvýšenými pevnostními charakteristikami

Info

Publication number: CS264687B1
Application number: CS879775A
Authority: CS
Inventors: Miloslav Ing Smetana; Karel Ing Csc Sperlink; Karel Ing Csc Placek
Original assignee: Miloslav Ing Smetana; Karel Ing Csc Sperlink; Karel Ing Csc Placek
Priority date: 1987-12-23
Filing date: 1987-12-23
Publication date: 1989-08-14
Also published as: CS977587A1

Abstract

U náročných dutých profilů ze slitiny typu hliník-hořčík-křemík určených pro speciální použití v textilním strojírenství jsou požadovány, pro daný typ slitiny, vysoké pevnostní charakteristiky, tj. min. pevnost v tahu 320 MPa, vysoká kvalita rozměrů, rovinnosti, povrchu a možnost eloxáže. Současně je požadována spolehlivá technologie výroby při dostatečné produktivitě. Těmto požadavkům již nevyhovuje slitina AlMgSi 0,5 ČSN 42 4401 a s dostatečnou spolehlivostí ani slitina AlMgSiNi dle PN 42 4403, u které je zaručena min. pevnost v tahu Rm 260 MPa. Způsob výroby zaručuje dosažení minimální pevnosti v tahu Rm 320 MPa u průtlačně lisovaných dutých tyčí a profilů ze slitiny typu hliník-hořčík-křemík. Podstatou je vymezení chemického složení a přesně definovaná technologie výroby, spočívající ve stanovení podmínek odlévání, homogenizačního žíhání, průtlačného lisování, napínání profilů po průtlačném lisování a umělého stárnutí.

Description

Vynález řeší způsob výroby průtlačně lisovaných dutých tyčí a profilů ze slitiny typu . hliník-hořčík-křemík se zvýšenými pevnostními charakteristikami, splňujícími navíc velmi přísné nároky na rozměry, rovinnost, kvalitu poviclm a možnosti cloxážc.

U průtlačně lisovaných výrobků, např. tyčí, drátů, dutých tyčí a profilů, vyráběných z vytvrzovatelných slitin hliníku, se dosahuje požadovaných mechanických vlastností zvláštním způsobem tepelného zpracování, které sestává ze samostatné operace, rozpouštěcího žíhání a následujícího stárnutí vylisovaných výrobků. Tato operace vede ve většině případů k deformacím výrobků, které je nutno zvláště vyrovnávat. U náročných dutých profilů určených pro speciální použití v textilním strojírenství, které musí splňovat velmi přísné požadavky na rozměry, rovinnost, kvalitu povrchu a možnost eloxáže proto není možné provádět samostatně rozpouštěcí žíhání a tato operace se provádí přímo při průtlačném lisování. K výrobě speciálních dutých profilů se v současné době používá slitina AlMgSi 0,5, která sice umožňuje docílení požadované kvality rozměrů, rovinnost), povrchu i eloxáž, ale nesplňuje požadavky konstruktérů na minimální mez pevnosti v tahu Rm 320 MPa. Pro slitinu AlMgSi 0,5 je mez pevnosti v tahu Rm min. 210 MPa.

Vynález řeší všechny požadavky. Předmětem vynálezu je způsob výroby průtlačně lisovaných dutých tyčí a profilů ze slitiny typu hliník-hořčík-křemík, se zvýšenými pevnostními charakteristikami, sestávající z 0,65 až 0,85 hmot. % hořčíku, 0,85 až 1,05 hmot. % křemíku, 0,35 až 0,5 hmot. % mědi, 0,25 až 0,4 hmot. % niklu, zbytek hliník. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se tavenina hliníku při teplotě 700 až 760 °C naleguje výše uvedenými prvky a hmotnostmi a dále se z ní odlévají čepy při teplotě 690 až 730 °C. Rychlost ochlazování musí být taková, aby velikost dendritických buněk čepu nepřesahovala 120 μηι. Čepy se homogenizaěně vyžíhají při teplotě 550 až 580 °C po dobu 4 až 20 hodin, pak se ochlazují vzduchem nebo vodou a znovu ohřejí na teplotu 470 až 510 °C, načež se lisují tak, aby výtoková rychlost činila 5 až 15 in/min., takže jejich teplota na výstupu z matrice je 490 až 530 °C a dále se ochlazují vzduchem nebo vodou na teplotu pod 100 °Č. Dále se výlisky napnou s trvalou plastickou deformací v rozmezí 0,5 až 2,5 %, kterou je nutné

PŘEDMĚT

Způsob výroby průtlačně lisovaných dutých tyčí a profilů ze slitiny typu hliník-hořčík-křemík se zvýšenými pevnostními charakteristikami, vyznačený tím, že ze slitiny sestávající z 0,65—0,85 hmot. % hořčíku, 0,85 až 1,05 hmot. % křemíku, 0,35 až 0,5 hmot. % mědi, 0,25 až 0,4 hmot. % niklu, zbytek hliník se při teplotě 690 až 730 °C odlévají čepy s velikostí dendritických buněk nepřesahující 120 pm, dále se tyto čepy homogenizaěně vyžíhají při teplotě 550 až 580 C po dobu 4 až 20 hod. s následujícím provést v intervalu 1 až 8 hodin po lisování. Minimálně 24 hod. po napnutí se provede umělé stárnutí při teplotě 150 až 190 °C po dobu 2 až 24 hod.

Nalegováním hořčíku, křemíku, mědi a niklu sc vytvoří základní předpoklad pro dostatečné vytvrzení slitiny a dosažení mezi pevnosti v tahu Rm min. 320 MPa při vyhovující lisovatelnosti, která je podmínkou pro docílení vysoké kvality povrchu, rozměrů a rovinnosti. Při velikosti dendritických buněk pod 120 pm se zabezpečí vyloučení vytvrzujících fází v jemné formě. Homogooizačním žíháním provedeným v přesně definovaném rozmezí teplot a časů v závislosti na struktuře čepu dané podmínkami přípravy taveniny, lití, druhem krystalizátoru a průměrem ěepu se připraví podmínky pro optimální vytvoření tuhého roztoku při průtlačném lisování. Rychlost ochlazování po homogenizačním žíhání musí být dostatečná pro to, aby nedošlo k vyloučení hrubých částic vytvrzujících fází. Teplota a rychlost lisování musí být voleny tak, aby došlo k rozpuštění legujících prvků do tuhého roztoku, což umožní při dostatečně rychlém ochlazení vytvoření přesyceného tuhého roztoku. Plastickou deformací při napínání se výlisky vyrovnají a současně se příznivě ovlivní mez kluzu R_p0,2. Prodlevy mezi lisováním, napínáním a umělým stárnutím jsou přesně definované pro docílení optimálního efektu umělého stárnutí.

Popsaný způsob výroby byl provozně ověřen na 6tunové tavbě o složení 0,80 hmot. % hořčíku, 0,95 hmot. % křemíku, 0,38 hmot. % měd^;, 0,28 hmot. % niklu, zbytek hliník, z které byly odlity čepy o průměru 182 mm a velikosti dendritických buněk 75 pm. Čepy byly homogenizovány při teplotě 560 °C po dobu 12 hod. s následujícím ochlazením na vzduchu. Na lisu o výtlačné síle 18 MN byl jednootvorovou matricí vylisován reálný dutý profil o tloušťce stěny 1,5 mm. Teplota čepu byla 500 °C, teplota výlisku 525 °Č, rychlost lisování 7,5 m/min., chlazení výlisku vzduchem. 2 hod. po lisování byly výlisky napnuty s trvalou plastickou deformací 1 % a po 48 hodinách uměle vystárnuty při teplotě 170 °C po dobu 6 hod. Vytvrzené výlisky vykazovaly mez kluzu R_p0,2 min. mez pevnosti v tahu 287 MPa Rm.min, 330 MPa a ve všech dalších parametrech splnily požadavky na ně kladené.

Claims

ochlazením vzduchu nebo vodou, znovu ohřejí na teplotu 470 až 510 °C načež se lisují, přičemž výtoková rychlost činí 5 až 15 m/min. a teplota výlisku na výstupu z matrice je 490 až 530 °C s bezprostředním chlazením výlisku vzduchem nebo vodou pod 100 °C, dále se napnou s trvalou plastickou deformací 0,5 až 2,5 %, v rozmezí 1 až 8 hod. po lisování a minimálně 24 hod. po napnutí se provede umělé stárnutí při teplotách '50 až 190 °C po dobu 2 až 24 hod.