RU2469121C1

RU2469121C1 - Hollow items manufacturing method

Info

Publication number: RU2469121C1
Application number: RU2011128151/02A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Семёнович Митин; Андрей Анатольевич Митин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева"
Priority date: 2011-07-07
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2012-12-10

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: manufacturing method of hollow items from aluminium alloys involves manufacture of a hollow semi-finished item, heat treatment in the form of hardening with further ageing for aluminium alloys strengthened by heat treatment or annealing for aluminium alloys not strengthened by heat treatment in the device for heat fixing throughout the length or the part of the length of semi-finished item. Heat fixing is performed on internal surface of semi-finished item by pressing the mandrel from hardened instrument steel that is heat-resistant at hardening temperature of strengthened aluminium alloys. Working diameter of mandrel is made based on possibility of assembling the mandrel with semi-finished item under normal conditions as to transient or press fits. Heat fixing of hollow semi-finished items from aluminium alloys strengthened by heat treatment can be performed during hardening and ageing processes.

EFFECT: maintaining geometrical shape of inner and outer diameters of semi-finished item within the limits of the specified accuracy during its heat treatment when using a mandrel.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способу изготовления пустотелых изделий из алюминиевых сплавов.The invention relates to a method for the manufacture of hollow products from aluminum alloys.

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).A known method of manufacturing a hollow product (see patent RU No. 2386719, IPC C22F 1/04, publ. 04/20/10, Bull. No. 11), adopted as a prototype. The method includes the manufacture of a hollow prefabricated product and heat treatment - aging for hardened by heat treatment of alloys or annealing for non-hardened heat treatment of alloys, the heat treatment being carried out in a device for heat-fixing the outer and / or inner surfaces of the semi-finished product for the whole or part of its length using a sleeve for thermofixing the outer surface of the semi-finished product, made of steel with a low coefficient of thermal linear expansion with a working diameter calculated by the formula (with . Patent №2386719), and is used when the fusing device semifinished inner surface - a mandrel made of a material having a thermal coefficient of linear expansion close to the coefficient of thermal linear expansion of the metal semifinished product with a working diameter, calculated from the formula (see Patent №2386719)..

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- 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;- in the process of quenching a hollow semi-finished product from an aluminum alloy hardened by heat treatment, its geometric shape is distorted, after which assembly of a hollow semi-finished product with a device-sleeve for fixing the outer surface without preliminary dressing of the semi-finished product is difficult;

- 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;- adaptation - the sleeve is labor-consuming and metal-consuming during manufacture. Since the outer diameter of the sleeve is larger than the outer diameter of the semi-finished product, therefore, its use leads to a decrease in the charge-heat treatment in the working space of the furnace;

- 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.- fixture - a mandrel for thermofixing the inner surface of the semi-finished product must be made of metal with a thermal coefficient of linear expansion close to the thermal coefficient of linear expansion of a heat-treating aluminum alloy. To comply with this feature, expensive stainless steel with low strength characteristics is used, while in the process of operation it undergoes intensive wear, the mandrel is rejected.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества и снижение себестоимости изготавливаемых в машиностроении пустотелых изделий из алюминиевых сплавов всех групп.The task of the invention is to improve the quality and reduce the cost of manufactured in mechanical engineering of hollow products from aluminum alloys of all groups.

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.The technical result obtained by carrying out the invention is to provide a given geometric accuracy of hollow semi-finished products in the heat treatment process when using wear-resistant devices of the simplest geometric form, such as a mandrel, for thermofixing.

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.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing hollow products from aluminum alloys, including the manufacture of a hollow prefabricated product, heat treatment in the form of quenching and subsequent aging for hardened by heat treatment of alloys or annealing for non-hardened heat treatment of alloys in the fixture for heat setting on all or part of the length of the prefabricated product, is that they heat-fix the inner surface of the semi-finished product with a mandrel made of hardened tool steel heat-resistant while erature quench hardenable aluminum alloy with a working diameter of the mandrel, made of conditions provide the mandrel assembly semifinished product under normal conditions for a transition or press fit.

Термофиксацию пустотелых полуфабрикатов из упрочняемых термообработкой алюминиевых сплавов осуществляют в процессе закалки и в процессе старения.Thermofixing of hollow semi-finished products from hardened by heat treatment of aluminum alloys is carried out in the hardening process and in the aging process.

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.Thermofixing the inner surface of the semi-finished product with a mandrel made of hardened tool steel is heat-resistant at a temperature of hardening of aluminum alloys with a working diameter of the mandrel, made from the condition that the mandrel is assembled with the semi-finished product under normal transitional or press fit conditions, it is possible to ensure the specified geometric accuracy of the semi-finished product, increase the heat treatment, reduce the cost of fixtures - mandrels with a significant increase in its durability.

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.The heat-setting of hollow semi-finished products from hardened by heat treatment of aluminum alloys in the hardening process and the aging process allows the operation of hardening of semi-finished products from hardened aluminum alloys assembled with a mandrel, while in the process of cooling the heated charge - hardening, the semi-finished product is adjusted to the dimensions of the mandrel.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

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.A mandrel with a working diameter (size) is pressed into a hollow prefabricated product made in a known manner, made from the condition that the mandrel with the prefabricated assembly is assembled under normal conditions by transitional or press fit, made of hardened tool steel heat-resistant at a hardening temperature hardened by heat treatment of aluminum alloys. After heating to a predetermined temperature, holding and cooling to normal temperature, the mandrel is pressed out of the semi-finished product. For aluminum alloys, hardened by heat treatment on the side of the mandrels and semi-finished products, it is more expedient to perform before the hardening operation, while the semi-finished product is corrected during cooling to water to the dimensions of the mandrel.

Примеры для осуществления.Examples for implementation.

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.Example 1. From the heat-treated aluminum alloy B95 alloyed by plastic deformation and cutting, a hollow prefabricated product is manufactured with a length of 130 mm with an inner diameter of ⌀118.5 + 0.35 mm, with a bottom of 7 mm thick, with an outer diameter of ⌀127 mm, on the surface of which four protrusions unevenly spaced with a width of 36 mm and a thickness of 6.5 mm. The semi-finished product is subjected to water quenching. After quenching, a mandrel with a working diameter of ⌀118.8 mm is pressed into the hole ⌀118.5 mm of the semifinished product, and the deviation from roundness obtained during the quenching process is eliminated. In the process of subsequent aging, the inner and outer diameters of the semi-finished product acquire and after pressing the mandrel, maintain the geometric shape within the specified accuracy.

Оправку изготавливают из инструментальной стали типа 4Х5МФС, твердость которой после закалки отпуска - 50 HRC, а термостойкость соответствует температуре отпуска 580°С.The mandrel is made of tool steel of type 4X5MFS, the hardness of which after tempering is 50 HRC, and heat resistance corresponds to a tempering temperature of 580 ° C.

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.Example 2. In order to exclude the precursor leash during water quenching, it is more expedient to carry out the quenching operation with a mandrel pre-pressed into the preformed product as in Example 1. Since the quenching temperature of the B95 aluminum alloy is 480 ° С, i.e. significantly lower tempering temperature of the material of the mandrel (580 ° C), its softening does not occur, the mandrel has a long service life.

Claims

1. A method of manufacturing a hollow product from aluminum alloys, including the manufacture of a hollow prefabricated product, heat treatment in the form of hardening, followed by aging for hardened by heat treatment of aluminum alloys or annealing for non-hardened heat treatment of aluminum alloys in a fixture for heat setting on all or part of the length of the semi-finished product, characterized in that the heat setting carry out the inner surface of the semi-finished product by pressing in a mandrel made of hardened tool steel, heat-resistant when the temperature of hardening of hardened aluminum alloys, the working diameter of which is made from the condition of ensuring the assembly of the mandrel with the semi-finished product under normal conditions for transitional or press fit.

2. The method according to claim 1, characterized in that the heat setting of hollow semi-finished products from hardened by heat treatment of aluminum alloys is carried out in the hardening process and in the aging process.