способ изготовления изделий из титанового сплава вт16
Классы МПК: | C22F1/18 тугоплавких или жаростойких металлов или их сплавов |
Автор(ы): | Баулин А.В. |
Патентообладатель(и): | Баулин Анатолий Викторович |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-02-11 публикация патента:
20.06.2002 |
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в производстве для изготовления изделий из титановых сплавов, в частности таких, как болты и пружины из титанового сплава ВТ 16. Способ предусматривает отжиг заготовки длинномерного прутка при 680-800oС, последующую закалку путем нагрева до 780-880oС и охлаждения со скоростью нагрева и охлаждения 0,1-25oС/с и старение в две ступени с температурой первой ступени 300-380oС и второй 400-520oС. Нагрев под закалку может быть совмещен с деформацией, а закалка и деформация проведены в одном технологическом цикле. Техническим результатом является повышение качества изготовления деталей, уменьшение трудоемкости их изготовления и повышение производительности. 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
1. Способ изготовления изделий из титанового сплава ВТ 16, включающий отжиг заготовки перед закалкой, закалку, деформацию и старение, отличающийся тем, что в качестве заготовки используют длинномерный пруток, отжиг проводят при 680-800oС, закалку осуществляют путем нагрева до 780-880oС и охлаждения со скоростью нагрева и охлаждения 0,1-25oС/с, а старение проводят в две ступени с температурой первой ступени 300-380oС и второй 400-520oС. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев под закалку совмещают с деформацией, а закалку и деформацию проводят в одном технологическом цикле.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области металлургии, в частности к специализированному производству высокоресурсных титановых деталей авиационной, морской, автомобильной и другой машиностроительной техники. Титановые материалы по удельной прочности, коррозионной стойкости и демпфирующим свойствам превосходят традиционные конструкционные материалы. Однако их использование в качестве высокоресурсных деталей и узлов ограничено их низкой конструктивной прочностью, связанной с особенностями проблем титановой металлообработки. Титановая металлообработка, построенная по схеме: слиток - переходные заготовки и полуфабрикаты: прутки, листы, проволока, трубы и штамповки. Полуфабрикаты из заготовительного металлургического производства поступают в машиностроение, где перерабатываются в детали, упрочняемые термообработкой. Комплексная проблема конструктивной прочности заключается в получении гомогенного материала с мелкозернистой структурой, упрочненной высокодисперсной фазой и качественной поверхностью деталей. Мелкозернистая структура и качественная поверхность снижают действие концентраторов напряжений и, как следствие, повышают сопротивляемость хрупкому разрушению при работе в условиях знакопеременных динамических нагрузок. Наиболее близким способом к предложенному является способ, описанный в патенте RU 1233523. Данный способ включает отжиг заготовки при 780oС, закалку с температуры 850oС, горячую деформацию (высадку головки болта) и старение при 540oС в течение 8 ч. К недостаткам способа можно отнести то, что проведение дополнительного нагрева заготовки под деформацию обуславливает окисление и газонасыщение материала и коробление заготовки, что снижает качество изделия и требует припуска материала заготовки на последующую механообработку, которая сама по себе является трудоемкой операцией. Разрезка прутков на мерные заготовки не позволяет автоматизировать процесс изготовления изделий на высокопроизводительных линиях крупносерийного производства, что увеличивает трудоемкость и уменьшает коэффициент использования дорогостоящего металла. Все вышеизложенное приводит к низкому качеству изделий. Задачей изобретения является устранение вышеприведенных недостатков способа. Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления изделий из титанового сплава ВТ 16, включающем отжиг заготовки перед закалкой, закалку, деформацию и старение, в качестве заготовки используют длинномерный пруток, отжиг проводят при 680-800oС, закалку осуществляют путем нагрева до 780-880oС и охлаждения со скоростью нагрева и охлаждения 0,1-25oС/с, а старение проводят в две ступени с температурой первой ступени 300-380oС и второй 400-520oС. Задача может решаться также тем, что нагрев под закалку совмещают с деформацией, а закалку и деформацию проводят в одном технологическом цикле. Разработанные температурно-скоростные параметры закалки предлагаемого способа обеспечивают получение материала с высокой технологической пластичностью, позволяющей проводить холодную деформацию (формообразование изделий) без предварительного нагрева, что невозможно реализовать известным способом. В качестве источника нагрева при закалке в предлагаемом способе используется электроконтактный и индукционный нагрев. Исключительно важно, что предлагаемый способ позволяет в качестве источника нагрева реализовать деформационный нагрев, например при прокатке, волочении и прессовании. Это позволяет закалку совместить с проведением деформации в одном технологическом цикле. Основная проблема связана с физическими особенностями поведения титана и его сплавов при термической обработке. По классической схеме изготовления деталей машин управляющая термообработка следует после формообразования деталей. В случае титановых изделий такая технологическая схема не обеспечивает необходимой технологичности и качества титанового материала вследствие его высокой склонности к росту зерна, окислению и газонасыщению при термообработке и, как следствие, к потере пластичности и охрупчиванию материала. Температура полиморфного превращения (Тпп) у сплава ВТ 16 равна 840-880oС, при которой происходит фазовая![способ изготовления изделий из титанового сплава вт16, патент № 2183691](/images/patents/287/2183002/945.gif)
![способ изготовления изделий из титанового сплава вт16, патент № 2183691](/images/patents/287/2183029/946.gif)
![способ изготовления изделий из титанового сплава вт16, патент № 2183691](/images/patents/287/2183691/8592.gif)
![способ изготовления изделий из титанового сплава вт16, патент № 2183691](/images/patents/287/2183011/8594.gif)
![способ изготовления изделий из титанового сплава вт16, патент № 2183691](/images/patents/287/2183029/946.gif)
![способ изготовления изделий из титанового сплава вт16, патент № 2183691](/images/patents/287/2183002/945.gif)
![способ изготовления изделий из титанового сплава вт16, патент № 2183691](/images/patents/287/2183029/946.gif)
![способ изготовления изделий из титанового сплава вт16, патент № 2183691](/images/patents/287/2183002/945.gif)
![способ изготовления изделий из титанового сплава вт16, патент № 2183691](/images/patents/287/2183002/945.gif)
![способ изготовления изделий из титанового сплава вт16, патент № 2183691](/images/patents/287/2183002/945.gif)
![способ изготовления изделий из титанового сплава вт16, патент № 2183691](/images/patents/287/2183002/945.gif)
![способ изготовления изделий из титанового сплава вт16, патент № 2183691](/images/patents/287/2183029/946.gif)
![способ изготовления изделий из титанового сплава вт16, патент № 2183691](/images/patents/287/2183029/946.gif)
![способ изготовления изделий из титанового сплава вт16, патент № 2183691](/images/patents/287/2183002/945.gif)
![способ изготовления изделий из титанового сплава вт16, патент № 2183691](/images/patents/287/2183029/946.gif)
![способ изготовления изделий из титанового сплава вт16, патент № 2183691](/images/patents/287/2183002/945.gif)
![способ изготовления изделий из титанового сплава вт16, патент № 2183691](/images/patents/287/2183029/946.gif)
![способ изготовления изделий из титанового сплава вт16, патент № 2183691](/images/patents/287/2183029/946.gif)
Класс C22F1/18 тугоплавких или жаростойких металлов или их сплавов