PL26618B1 - Stop glinu. - Google Patents

Description

Czysty glin i wiekszosc stosowanych w technice stopów glinu wykazuje podczas obróbki ich za pomoca narzedzi skrawaja¬ cych wióry sklonnosc do wyslizgiwania sie spod narzedzia; zjawisko to nie wystepuje jednak przy obróbce stopów glino wo-mag- nezowych, zawierajacych co najmniej oko¬ lo 3% magnezu, przy czym im wieksza jest zawartosc magnezu w stopie, tym slabiej daje sie zauwazyc to niekorzystne zjawi¬ sko. Dzieki temu przy obróbce tych stopów mozna stosowac szybkosci skrawania zna¬ cznie przekraczajace szybkosc zwykle sto¬ sowana przy obróbce stopów glinowych.Zauwazono jednak przy tym, ze powstaja¬ ce przy obróbce wióry sa nadzwyczaj dlu¬ gie i niekiedy, np. przy masowym wyrobie czesci fasonowych do aparatów i instru¬ mentów, wykonywanych za pomoca maszyn samoczynnych, tokarek rewolwerowych i podobnych obrabiarek szybkobieznych, po¬ woduja zaklócenia biegu pracy. Niedogo¬ dnosci te nasuwaly bezposrednio koniecz¬ nosc takiej zmiany wlasciwosci tworzenia wiórów przy obróbce stopów glinowo-ma- gnezowych, aby nie zmniejszajac latwosci tworzenia wiórów otrzymywac takie wióry, które by same przez sie rozpadaly sie na mniejsze czesci, dajace sie bez trudnosci usuwac z zasiegu roboczego.Pozadany wynik mozna uzyskac w ten sposób, iz do stopów glinowo-magnezo- wy eh doidaje sie okolo 1 db 5% skladni¬ ków stopowych, które tworza z glinem twarde, kruche zwiazki miedzykrysztalowe, praktycznie biorac nierozpuszczalne w sto-padi w stawie stalym. Odpowiednimi tiklad- niklamil stopowymi tego rodzaju sa np.: man¬ gan, chrom, zelazo, tytan, wanad, wolfram, kobalt, nikiel i podobnie. Ilosc dodatku, niezbedna do osiagniecia pozadanego skut¬ ku, jest rozmaita w zaleznosci od zawarto¬ sci magnezu w stopie, jak równiez od struk¬ tury metalograficznej stopu. W przypadku stosowania stopów o zawartosci magnezu powyzej 7% wystarcza juz dodanie okolo 1% powyzej wymienionych dodatków, podczas gdy w stopach, zawierajacych tyl¬ ko 3 — 7 % magnezu, dodatek ten powinien wynosic okolo 3 — 4%, aby mozna bylo uzyskac calkowity, skutek. W razie prze¬ znaczenia stopu na odlewy wystarcza nieco umiej sza ilosc dodatku, niz w razie prze¬ znaczenia go na wyroby o strukturze otrzy¬ mywanej przez prasowanie, kucie lub tez przy innej obróbce plastycznej. Przy obli¬ czaniu ilosci dodatku nalezy uwzglednic te okolicznosc, ze wyzej wymienione zwiazki glinowo-magnezowe, wystepujace w pew¬ nych warunkach w stopach jako heteroge¬ niczne skladniki struktury, metalograficz¬ nej, juz same w pewnej mierze, nie majacej co prawda praktycznego' znaczenia, powo¬ duja zmniejszenie sie dlugosci wiórów; im wieksze ilosci tego zwiazku znajduja sie ja¬ ko skladnik heterogeniczny w poddawanym obróbce stopie, tym mniejsze ilosci dodat¬ ków wystarczaja juz do uzyskania zamie¬ rzonego wedlug wynalazku zmniejszenia dlugosci wiórów.Niekiedy celowe jest jednoczesne dkyda- waipie kilku wyzej wymienionych metali, bez; zmiany jednak ogólnej ilosci dodatku.Uzyskuje sie przy tym drobniejsze i równo¬ mierniej sze rozdzielenie kruchych kryszta¬ lów pierwotnych, okadzonych w masie pod¬ stawowej, które w dalszym ciagu dodatnio wplywaja na powstawanie wiórów. Doda¬ wanie kilku takich metali jest korzystne zwlaszcza wtedy, gdy jednym z nich jest tytan, uzyty w ilosci do okolo 0,4% pod¬ dawanego obróbce stopu, gdyz tytan wykazuje najsilniejsze swoiste dziala¬ nie wedlug wynalazku. Jednak stosowa¬ nie jako dodatku wylacznie tylko tytanu daje ujemne wyniki, gdyz wskutek znacz¬ nej sklonnosci tytano-glinu do rozplywa¬ nia sie (wytapiania sie) przy topieniu trud¬ no jest dodawac do stopu niezbedna ilosc okolo 0,8 — 1 %, gdyz wlasciwosc ta wply¬ wa ujemnie na równomierne rozdzielenie krysztalów tytano-glinu w stopach glino¬ wych.Dodawanie krzemu, który równiez po¬ woduje tworzenie sie kruchych krysztalów pierwotnych magnezo-krzemu, okazalo sie mniej korzystnym, a te z tego powodu, ze chociaz wióry, powstajace przy obróbce tych stopów, sa równiez krótkie, jednak bez uzycia specjalnych narzedzi lub dalszych procesów roboczych nie mozna uzyskac czystej powierzchni obrabianego przedmio¬ tu.Ponizej podano przyklady skladu sto¬ pów wedlug wynalazku, a mianowicie; Przyklad 1. 9,5% Mg 3,0% Mn, reszte stainowi Al „ 2. 9,5% Mg 1,5% V, reszte stanowi Al „ 3. 9,5% Mg 1,75% Mn 0,2% 77, reszte stanowi Al „ 4. 5,5% Mg 1,2% Mn 1,3% Cr 0,2% Ti, reszte stanowi Al „ 5. 5.5% Mg 3,2% Cr, reszte stanowi Al.W niektórych stopach wyzej wymienio¬ nego rodzaju, zwlaszcza zas w stopach, za¬ wierajacych oddzielnie lub razem dodatki manganu, chromu i zelaza; latwo powstaja przy krzepnieciu stosunkowo duze kryszta¬ ly odpowiednich glinków, które przy dal¬ szej obróbce stal narzedziowa wyrywa z calosci struktury, wskutek cz^^q powierz- — 2 —chnie crtrzymywane przy obróbce sa szorst¬ kie.Okazalo sie zupelnie niespodziewanie, ze obróbki cieplna w temperaturze powy¬ zej 300^0, najkorzystniej pomiedzy! 350°C i kazdorazowa temperatura eutektyczna, prowadzi do tego, ze pierwotne krysztaly, skladlajape sie z twardiych miedzykrysztalo- wych glinko w, ulegaja przemianie z ota¬ czajacymi je mieszanymi krysztalami gli- no-magnezowymi wzglednie z wydzielo¬ nymi przy krzepniecia zwiazkami glinowo- magnezowyrai przy czym zjawisku temu towarzyszy rozpad duzych krysztalów pier¬ wotnych nia krysfctaily mniejsze. Unika sie przy tymi niebezpieczenstwa, ze przy obrób¬ ce stopów za pomoca narzedzi skrawaja¬ cych wytworzy sie szorstka powierzchnia.W wielu przypadkach okazalo sie na¬ stepnie rzecza korzystna przeprowadzanie przed wyzarzaniem lub po wyzarzaniu, przeprowadzanym w temperaturze powy¬ zej 300PC i powodujacym rozpad kryszta¬ lów pierwotnych, dodatkowej obróbki ciepl¬ nej, która powoduje wydzielenie sie w ma¬ sie podstawowej skladników, znajdujacych sie w przesyconym roztworze stalym. W tym celu stop poddaje sie w znany sposób wyzarzaniu w temperaturach, lezacych po¬ nizej linii rozdzialu, wynikajacej z wykre¬ su stopów glinowo-magnez owych, z dru¬ giej zas strony lezacych dostatecznie wyso¬ ko (co majmniej okolo 200^C), aby uzyskac znaczne zheterogemizowanie przesyconych krysztalów mieszanych wskutek wydziele¬ nia zwiazku Al3Mg2. Taki sam wynik uzy¬ skuje sie, jak wiadomo, przy odpowiednio przeprowadzanym chlodzeniu stopu znaj¬ dujacego sie w sianie cieklym. Obecnosc krysztalków Al3Mg2 powstajacych w posta¬ ci, znacznie rozdrobionej, sprzyja rozpado¬ wi duzych pierwotnie wydzielonych glinko w na duza ilosc mniejszych krysztalów. Oby¬ dwie obróbki cieplne mozna przeprowadzac bezposrednio jedna po drugiej i ewentual¬ nie laczyc je.Skoro jeden ze ftopow, poddmiych po¬ wyzej opijanej obróbce, w którym kryszta¬ ly pierwotnie glinków znajduja sie w sMair nie rozpadu, podda sie zabiegowi ksztalto¬ wania, wówczas w wyniku tego procesu nastepuje znaczne rozdrobnienie kryszta¬ lów rozpadbwych, powstajacych z pierwot¬ nych glinków, tak iz po ukonczonym ksztal¬ towaniu mafca stopu zawiera liczne kryszta¬ ly mniej lub bardziej równomiernie rozpro¬ wadzonych glinków. Przy obróbce takich stopów za pomoca narzedzi skrawajacych obrobione przedmioty posiadaja zupelnie gladkie powierzchnie.Dzieki lepszemu rozprowadzeniu w ma¬ sie krysztalów, sprzyjajacych tworzeniu sie wiórów i otrzymywanych za pomoca wyzej opisanej obróbki cieplnej, mozna znacznie zmniejszyc ilosc metali dodawanych w celu wytworzenia twardych zwiazków miedzy* krysztalowych, a mianowicie wystarczaja dodatki w ilosci co najmniej 0,5% do naj¬ wyzej 3%. Daje to znaczne korzysci zarów¬ no przy .procesie topienia, jak i przy wszystkich dalszych przeróbkach.Stopy moga równiez zawierac (co po¬ lepsza równiez czesciowo wynik opisanej obróbki cieplnej) cynk, krzem i miedz, któ¬ re zostaja pochloniete pod postacia stale¬ go roztworu przez podstawowa mase stopu, ewentualnie jednak wydzielaja sie z masy podstawowej w postaci dwuskladnikowych zwiazków zi magnezem lub tez zwiazków vvyzej wartosciowych.Przyklad1 I. 9,0% Mg, 1,5% Cr, resz¬ te stopu stanowi AL Stop, otrzymany przez ochlodzenie ze stanu cieklego, wyzarza sie w temperaturze 400 — 450PC i nastepnie prasuje. Struktu¬ ra metalograficzna wykazuje wówczas licz¬ ne male krysztaly, równomiernie rozpro¬ wadzone w calej masie podstawowej stopu.Przyklad II. Podobna struktura po¬ wstaje, skoro stop, zawierajacy 9,5% Mg, 0,6% Cr, 0,2% Mn (reszte stopu stanowi Al), po skrzepnieciu i ochlodzeniu odlewu — 3 —wyzarza sie w ciagu 10 godzin w tempera¬ turze 270 — 300°C, a bezposrednio potem w ciagu 5 godzin w temperaturze 400 — 420^C i nastepnie poddaje prasowaniu. Aby jeszcze dalej posunac rozpad krysztalów pierwotnych, stosuje sie po procesie praso¬ wania powtórna heterogenizacje w ciagu 1 godziny w temperaturze 300°C.Przyklad III. 10,0% Mg, 0,2% Ti, 0,35% Cr, 0,5% Si, reszte stopu stanowi AL Obróbka cieplna odlewu wedlug przy¬ kladu 1 lub 2 daje podobna strukture me¬ talograficzna, korzystna dla obróbki za po¬ moca narzedzi skrawajacych. PL

Claims (3)

1. Zastrzezen i a patentowe. 1. Stop glinu, dajacy sie obrabiac za pomoca szybkobieznych narzedzi zdziera¬ jacych wióry, znamienny tym, ze zawiera co najmniej 3% magnezu oraz dodatki sklad¬ ników stopowych w ilosciach co najmniej okolo 1% i najwyzej okolo 5%, które two¬ rza z glinem twarde, kruche zwiazki mie- dzykrysztalowe, praktycznie biorac nieroz^ puszczalne w glinie w stanie stalym.
2. 2. Stop wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera jednoczesnie wieksza licz¬ be metali mogacych tworzyc glinki, np. Cr, Mn, Fe, V, W, Co, Ni, TL
3. 3. Sposób wytwarzania stopów glinu, wedlug ziastrz. 1 —2, znamienny tym, ze stopy przed ich zastosowaniem poddaje sie obróbce cieplnej, powodujacej rozpad twardych, kruchych krysztalów, skladaja¬ cych sie ze zwiazków miedzykrysztalowych. I. G. Fa rb enindus trie A k t i e n g e s e 11 s c h a f t. Zastepca: Inz. J. Wyganowski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL