SE123726C1 - - Google Patents

Description

Uppfinnare: D. W. Smith och W. L. Fink.

Prioritet beglird frdn deu 26 inaj 1939 (Amerikas f6renta stater).

Denna uppfinning hanf Sr .sig till varmebehandling av s. k. sjalvhardande aluminiumlegeringar. Med aluminiumlegeringar menas har legeringar innehallande mera an 50 aluminium och en aterstod av ett eller flera andra legeringselement. Uttrycket sjalyhardande skall forklaras i dot foljande.

Vissa fysikaliska egenskaper hos aluminiumlegeringar och sarskilt legeringar av denna metall innehallande koppar kunna forbattras genom olika varmebehandlingar. En av de vanligaste av dessa behandlingar, ofta kallad losningsvarmebehandling, bestar i att metallen utsattes for en forhojd temperatur obetydligt under smaltpunkten for den lattast smaltbara bestandsdelen .av legeringen. Detta ftirfarande astadkommer en losning av legeringens losliga legeringselement i grundmetallen vid den hoga temperaturen, och losningstillstándet kan upprntthallas i legeringen. vid vanlig temperatur genom hastig avkylning och resulterar i en omedelbar eller senare Okning i hallfasthelen, hardheten och elasticiteten hos metallen.

Ehuru de ovan beskrivna legeringarnas hallfasthet och hardhet Ras genom losningsvarmebehandlingen och avkylningen, kunna dessa legeringar likval mekaniskt f ormforandras yid de vanliga fabrikationsprocesserna omedelbart efter ,avkylningen. For vissa legeringar galler -vidare, att om de fa sta eller aidras under nagra dagar t. o. m. vid vanlig temperatur, fortsatter deras hallfasthet och hard-het att Oka aven utover de varden, som radde omedelbart efter 10sningsvarmebehandlingen och avkylningen.

Denna smaningom skeende forandring i fysikaliska egenskaper vid vanlig eller rumstemperatur kallas liar sjalvhardning eller sjalvaldring till skillnad Iran artificiell aldring. Artificiell aldring kannetecknar verkan pa losningsbehandlade legeringar av en relativt lag temperatur hogre an rumstemperatur. Sjalvhardande eller sjalvaldrande legeringar aro darfor legeringar, som utveckla vissa egenskaper sasom minskad tanjbarhet och Rad hardhet och hallfa.sthet vid vanlig ternperatur efter en 15sningsbehandling sadan rsom ovan angivits.

Pa grund av denna hardning, som ager rum av sig sjalv i dessa legeringar och som hindrande pawrkar deras bearbetningsegenskaper, ãr del .ofta nodvandigt, att en legering, som shall formas efter losningsvarmebehandling, underkastas sina formningsbehandlingar omedelbart efter aykylning till vanlig temperatur och innan den naturliga fildringen iikat doss hardhet till den punkt, da.r den icke langre kan mekaniskt bearbetas. Ingen tillfredsstallande metod har uppfunnits, varigenom en aldringshOrdad legering kan grOras mjukare och tillrackligt plastisk for att medgiva lart tillampning av alla formningsprocesser. Me-fallen kan glodgas fore tillverkningen, men detta ar otillfredsstallande, emedan metallen efter utglodgningen icke aldringshardar och atervinner sina tidigare .egenskaper. Den enda utvagen har varit att upprepa losningsvarmebehandlingen vid hog temperatur for att framkalla en aterupplosning av dess, bestandsdelar och overvinna verkningarna av aldringshardningen och att sedan avkyla metallen. Efter detta forfarande kan metallen omedelbart f or-inns och sedan anyo aldras och atervinna de egenskaper, som berovats densamma genom den senaste losningsvarmebehandlingen.

Ett andamal med derma uppfinning am all skaffa .ett forfaringssatt for fOrbattring av aldringshardade legeringars bearbetningsegenskaper. Uppfinningen har ytterligare till andamal att skaffa ett forbattrat forfaringssatt, varigenom legeringar kunna goras mere plastiska .efter losningsvarmebehandling och aldringshardning, vilket forfaringssatt icke innefattar flagon upprepning av losningsvarmebehandlingen. Alldeles .sarskilt am andamalet med uppfinningen .att skaffa ett forfaringssatt, varigenom sadana legeringars plastieitet 2- - kan okas utan vasentlig inverkan ph legeringens slutliga hardhet och hallfasthet. De,t specifika andamalet med uppfinningen fir att skaffa ett fOrfaringssatt, som kan tillampas yid bearbetning av aluminiumlegeringar, yilka sjalvaldrat efter losningsvarmebehandling och hastig avkylning. I sjalva verket är andamalet 'fled den har beskrivna varmebehandlingen att bringa ett aldringshardat fOremal frarnstallt av sjfilvhfirdbar aluminiumlegering i ett fysikaliskt tillstand, som ar vasentligen likvardigt med det, vilket radde omedelbart efter det att foremalet hade avkylts fran losningsternpera turen. Andra andamal skola framga av foljande beskrivning av uppfinningen.

Det har upptackts, att sjalvhardande legeringars formningsegenskaper kunna i hOg grad forbattras, orn metallen efter hardningen eller aldringen under en kort tid fore formningen utsattes fiir en extra varmebehandling vid en temperatur obetydligt under den temperatur, vid vilken legeringen normalt utglodaas samt diirefter hastigt avkyles. Temperaturen och tiden fiir behandlingen v-arierar naturligtvis med beskaffenheten av den sarskilda legering, som behandlas, men yid de fiesta aluminiumlegeringar bor behandlingen ske exempelvis yid en temperatur ay frail 225° C till 300° C och bor fortga under en period ay fran nagra sekunder till hogst 5 minuter. Efter en sadan behandling kan metallen formas med i huvudsak samma latthet som omedelbart efter avkylningen fran temperaturen for losningsvarmebehandlingen. Dessutom catervinner legeringen yid en fornyad aldring efter namnda behandling i huvudsak samma fysikaliska egenskaper, som den bade fore utforandet av forfaringssattet enligt uppfinningen.

Uppfinningen skall beskrivas noggrannare med hanvisning till foljande prov. Proystycken av aluminiumlegering innehallande 3,95 koppar, 0,55 % mangan, 0,54 % magnesium, 0,51kisel och 0,45 % jam utsattes for den vanliga losningsvarmebehandlingstemperaturen och avkyldes hastigt i kohl yatten. De uppvisade da en flytgrans av 12,76 kg/min, en draghallfasthet av 34,16 kg/nun" och en tanj- barhet av 23,Efter denna behandling lingo provstyckena sta. under 4 dagar yid rumstemperatur. Vid slutet av denna tid befunnos provstyckena hava egenskaper, som gjorde dein praktiskt taget obearbetbara genom formningsprocesser, i det att deras flytgrans var 26,51 kg/inin", deras draghallfasthet 45,44 kg/innf och dents tfinjbarhet 21,9 %.

Ett av provstyckena upphettades darefter under en period av '/ minut i ett saltbad, som hade en temperatur av 250° C, on avkyldes sedan hastigt till vanlig temperatur. Genom denna behandling minskades flytgransen till 14,81 kg/nun2 och draghallfastheten till 35,97 kg/mm' saint okades tanjbarheten till 22,5 c,7.

Dessa egenskaper von), approximativt desamma som provstyckenas omedelbart efter losningsvarmebehandlingen, vilka gjorde legeringen relativt latt att bearbeta.

Provstycket lick sedan stâ yid rumstemperatur under fyra dagar, och prov visade, att dess flytgrans ater hade stigit till 26,93 kg/mm", .dess draghaIlfasthet till 45,28 kg/min' och dess tfinjbarhet bade sjunkit till 20,8 %, vilket visade att provstycket hade hardats gemorn aldring efter dess 12-minutsbehandling vid 250° C och att del hade i huyudisak samma egenskaper som proystyckena efter den hardning genom aldring, som f6ljde pa losningsvarmebehandlingen.

Andra provstycken behandlades pa liknande satt vid samma temperatur under olika perioder, och resultaten kunna angivas i tabellform pa foljande salt: Egenskaper hos provstycken efter losningsvarmehehandling och hastig avkylning.

FlytgransDraghialfasthetTiinjbarhet 12,7G kg/mm'34,16 kg/mm'93, Egenskaper hos provstycken efter losningsvarrnebehandling, hastig avkylning och fyra dagars aldring vid rumstemperatur.

FlytgriinsDraghallfastbetTiinjbarhet 26,51 kg/mm'45,44 kg/mm'21,0 Egenskaper hos ovannamnda varmebehandlade och aldrade provstycken efter behandling vid 250° C.

Draghallfasthet T'aij barrhe-t 35,97 kg/mm' 22,5 !.; 35,74 kg/mm' 22.3 35,96 kg/mm= 20,3 35,47 kg/mm 15, Egenskaper hos yarmebehandlade och aldrade provstycken efter behandling vid 250° C och ytterligare f.y,ra dagars ldring.

Tani- Tid for behandlingFlytgransDragh511fasthet harhet vid 250' C '/2 minut 26,93 kg/mm' 45,28 kg/mm' 20,8 1 minut 26,79 kg/mm' 45,07 kg/mm' 20,0 2 minuter 27,70 k-gimm2 44,66 kg/mm' 19, 4 minuter 27,95 kg/mm' 42,33 kg/min2 15,% Proven utvisa, att for den sarskilda beskrivna legeringen en sankning av flytgransen och draghallfastheten for den aldringshardade legeringen kan astadkommas, om den upphettas till en temperatur av Indian 225° C och 300° C, och de visa vidare, att behandlingen kan fortsatta under perioder upp till 5 minuter. Emellertid minskas tanjbarheten genom behandlingen, om legeringen upphettas under lfingre perioder, och pa grund harav kan lege- Tid far behandling yid 250' C 112 minut 14,80 kg/mm' 1 minut 15,54 kg/mm' 2 minuter 17,82 kg/mm' 4 minuter 20,78 kg/mm' FlytgrZnis — —3 ringen bast begagnas i tillverkningen efter en behandling mellan dessa temperaturer varande fran omkring 15 sekunder till omkring 2 minuter, foretradesvis en minut eller pindre. Om legeringen upphettas under en period av over 4 minuter, synes den forlorn sin formaga att hardas genom aldring efter behandlingen och atervinner darf or icke den hallfasthet och hardhet, som den hade sasom en aldringshardad: legering fire behandlingen.

Andra sjalvhardande aluminiumlegeringar aro valkanda for fackmannen ph omradet. Man att begransa omfanget av uppfinningen kunna t. ex. namnas aluminiumlegeringar innehallande avsevarda mangder magnesium och kisel. Uppfinningen har med framgang anvants pa en aluminiumlegering av denna beskaffenhet innehallande approximativi 0,7 % kisel, 1,25 % magnesium och 0,2. krom, varvid aterstoden var aluminium innehallande de vanliga fororeningarna. Som ovan sagts är det tydligt, att sattet al- tilllampbart pa varje sjalvhardande aluminiumlegering oavsett mangden eller arten av (less tillsatta legeringsbestandsdelar.

Claims (3)

Patentansprak:

1. Satt att genom varmebehandling forbattra bearbetbarheten ay sjalvaldrande aluminiumlegeringar genom ,att atergiva dem i huvudsak samma egenskaper, som de agde omedelbart efter en tidigare losningsvarmebehandling och bastig avkylning, kannetecknat darav, att de aldringshardade legeringarna utsattas for en temperatur mellan 225° C och 300° C under en tidsrymd ,av mindre an 5 minuter och att legeringarna hastigt avkylas fran denna temperatur.

2. Salt enligt patentanspraket 1, kannetecknat darav, att den sjalvaldrade aluminiumlegeringen varmebehandlas fran 15 sekunder till 2 minuter, faretradesvis en minut eller mindre.

3. Satt enligt patentanspraket 1 eller 2, kannetecknat ,darav, att legeringen efter uppvarmningen till mellan 225° C och 300° C ,och avkylningen underkastas mekanisk bearbetning och sedan aldringshardas. Stockholm 1948. Kumtl. Boktr. P. A. Norstedt & Slicer 480089