Способ изготовления полуфабрикатов из дисперсионно твердеющего сплава системы алюминий-магний-кремний

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИН ае <ю 5ц 4 С 22 F 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Н/ми

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

f10 ДЕЛАМ HSOEiPEtEHHA И ОТКРЫТИЙ (21) 2855004/22-02I (22) 13.12.79 (31) 80.656 (32) 14. 12.78 (33) LU (46) 07.06.86. Бюл. У 21 (7 1) Сосьете франко-Бельж де Ламинауар э Трефильри д Анвар "Ламитреф" (ВЕ) (72) Лео Клостерман (BE) (53) 627.785.97 (088.8) (56) 1. Технология легких сплавов, 1972, У 6, с. 106.

2. Патент США.И 3329537, кл.148127, 1967, (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУ ФАБРИКАТОВ ИЗ ДИСПЕРСИОННО ТВЕРДЕЮ

ЩЕГО СПЛАВА СИСТЕМЫ АЛЮМИНИЙ-МАГНИЙКРЕМНИЙ, преимущественно стержней для электрических проводников, включающий получение сплава, горячую прокатку и охлаждение в процессе прокатки со скоростью, обеспечивающей закалку, отличающийся тем, что, с целью одновременного повьппения прочности и электропроводности сплава, его получение осуществляют методом непрерывного литья, прокатку проводят непосредственно после получения отливки при достижении ею температуры

500-530 С, а охлаждение в процессе прокатки ведут до 140-200 С со скоростью, обеспечивающей размер вьщелений интерметаллидов не более 1 мкм.

Изобретение относится к термической обработке алюминиевых сплавов и может быть использовано при изготовлении электропроводящей проволоки.

Известен способ изготовления полуфабрикатов из дмсперсионно твердеющих сплавов на основе алюминия путем прокатки, причем температура начала прокатки находится в области существова,ния твердого раствора, а после про- 1О катки осуществляют интенсивное охлаж.-, : дение полосы для предотвращения распада твердого раствора (1) .

Однако при осуществлении способа образуется структура с недеформиро- 15 ванными зернами, не позволяющая получить оптимальное сочетание механических и электрических характеристик.

Наиболее близкйм к предлагаемому сп:особу по технической сущности и до- 20 стигаемому эффекту является способ производства полуфабрикатов из дисперсионно твердеющего сплава систе- мы алюминий — магний — кремний, в соответствии с которым лист прокатывают 5 вначале при 480ОС, затем пропускают через серию охлаждаемых валков и заканчивают прокатку при 230 С (2) .

Однако этот способ также не позволяет получить оптимальное соче- O тание электрических свойств и механической прочности. .Цель изобретения — одновременное повышение прочности и электропроводности сплава, .; 35

Поставленная цель. достигается тем, что согласно способу изготовления полуфабрикатов из дисперсионно твердеющего сплава системы алюминий—

40 магний — кремний, включающему получение сплава, горячую прокатку .и охлаждение в процессе прокатки со скоростью, обеспечивающей закалку, получение сплава осуществляют методом фЯ непрерывного литья, прокатку проводят несоердственно после получения отливки при достижении его температуры 500-530 С, а охлаждение в процессе прокатки ведут до 140-200 С со о скоростью, обеспечивающей размер выдеЯ .лений интерметаллидов не более 1 мкм.

Способ реализуется следующим образом.

После непрерывного литья сплава с образованием отвержденной непрерывной жилы, выходящей из разливочной машины при температуре, когда легирующие элементы в oc»na»nv находятся в растворе, да»»ая жила непосредственно направляется к непрерывному многоклетьевому прокатному стану, разграничен»ому На два участка, На первом участке температура поддерживается на уровне достаточной растворимости легирующих элементов (500530 С). На втором участке осуще=твляют охлаждение в процессе прокатки до

140-200 С.

Полученные таким образом проволочные прутки имеют хорошую металлографическую структуру для дальнейшего волочения и хорошие свойства без необходимости в промежуточной обботк .

Обрабатывают по предлагаемому способу сплав, содержащий, : кремний

0,54, магний 0,59, железо 0,17, алюминий остальное. Параметры обработки и свойства катаной проволочной заготовки и проволоки приведены в табл.1.

Как видно из данных табл. 1 катаная проволочная заготовка, полученная известным способом, после волочения нуждается дополнительно в дисперсионном твердении. Такая обработка может проводиться при различных выдержках и температурах. Режимы дисперсионного твердения и результаты испытаний по известному способу приведены в табл. 2.При этом в каждом конкретном случае получаются разо личные результаты. Эти результаты приведены на фиг. 1, где представлена зависимость прочности на разрыв от электропроводности (1 ХАСБ=электропроводности в процентах от международного медного стандарта = 17,24 х х 10 Ом м). Точка а соответствует примеру а (табл. 2, после выдержки в течение б ч при 160 С полученный о матер 1ал имеет прочность на разрыв

345 H/мм. и сопротивление 32,60 Ом.м или 52,88% IACS) e HB фиг. 1 приведены также французские нормы NFC 34-125 для высокопрочной проводящей проволоки (минимум 324 Н/мм и минимум 52 6%

-9 о

IACS = максимум 32,80 10 Ом м), Из фиг ° 1 видно, что полученные результаты лежат в пределах полосы. Из них

0 небольшая часть проходит через угол допустимой нормами области. Необходимо очень строго выбирать продолжительность и температуру дисперсионного твердения, чтобы получаемый ма82

12370

Электросопротивление проволоки

-9

Оммх 10

Температура на выходе валков, С

Температура на входе валков, С

Способ

Сопротив.ление растяжению

Электросопротивление каСопротивление растяжению капроволоки, Н/мм танки, Оммх 10 танки, Н/мм

30, 18

31,01

30,55

319

31,02

174

290

485

510

280

31 02

30,60

252

225

С2 СЗ

292

3i 73

31,42

355

31,73

31,342

355

162

165

С4

С5

510

30,42

354

30,70

334

172

510

С6 с((известный) 34,65

295

34, 50

195 териал удовлетворял существующим нормам.

Другие свойства имеет катаная проволочная заготовка, получаемая по предлагаемому способу. После во.лочения такой проволоки, до диаметра 3,6 мм получают материал, для которого точки лежат в пределах одной полосы (фиг.2), расположенной выше результирующей полосы, полученной для известного способа (фиг. 1).

При этом не требуется дополнительная обработка проволоки дисперсионным твердением (в некоторых случаях с помощью дисперсионного твердения 15 можно получить еще лучшие результаты, однако в этом нет необходимости). На фиг. 2 точки С1-С6 соответствуют примерам, приведенным в табл. 3, точки

А-F характеризуют материалы, получен- 20 ные в дополнительных опытах для подтверждения температурного интервала

140-200 С. Из фиг. 2 видно, что если обработка проводится при этих температурах, получаемая проволока имеет удовлетворительную электропроводность.

Преимуществом предлагаемого способа является то,что результирующая полоса на фиг. 2 проходит выше, чем на фиг. 1 (в случае известного спо- ЗО соба). Благодаря этому можно получать материалы различного качества, сортветствующие установленным нормам.

Так, например, предлагаемым способом можно получить материал (т. В) с более высокой прочностью на разрыв, чем в случае известного способа, и в то же время с удовлетворительной электро4 проводностью, или материал (т. D) c меньшей прочностью на разрыв, но с более высокой электропроводностью.

Такой результат нельзя получить с помощью известного способа: в лучшем случае при этом результирующая полоса проходит через угол допустимой области, и с помощью этого способа можно получить лишь проволоку с характеристиками, соответствующими этому углу. Кроме того, катаная проволочная заготовка, получаемая из— вестным способом, требует обработки дисперсионным твердением.

Таким образом, с помощью предлагаемого способа можно получить мат»риал, обладающий такой же прочнос; ью на разрыв, как и материал, полученный известным способом, но который имеет значительно более высокую электропроводность (т. D) или материал с такой же электропроводностью, но имеющий значительно большую прочность на разрыв (т. В), или с несколько большими прочностью на разр » и электропроводностью (т. С5), т.е. существует возможность для выбора.

Если обработки проводить при температурах, лежащих вне указанного интервала, то попадают в правую нижнюю область полосы (фиг.2, т. С1, С2, СЗ). По сравнению с этой обла— стью при проведении обработки при температурах, лежащих внутри температурного интервала, получают материал с несколько меньшей электропроводностью, но с значительно более высокой прочностью на разрыв.

Таблица 1

1237082

Прочность на Электросо2 разрыв, Н/мм противление, Ом мх 10

Температура, С

140

375

160

345

320

170

200

255

148

250

160

335

160

318

Температура охлаждения при прокатке, С о а

Точки

130

395

145

378

155

366

162

С4

370

С5

355

165

172

354

С6

340

180

30,73

190

328 Е

215

304

30 51

При- Время вымеР держки, ч

Прочность на разрыв, Н/мм г

Ь

Таблица2

33,99

32,60

31,50

29, 90

28,80

32,80

32,20

Т аблица 3

Электросопротив-9 ление, Ом м х 10

33,28

32,65

31, 98

31,73

31,42

30,42

30,95

1237082

Н мм фиаГ

Составитель С. Николаева

Техред Л. Сердюкова

Редактор А. Шишкина

Корректор И. Муска

Заказ 5149 Тираж 567 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4