[1]Изобретение относится к цветной металлургии, в частности, к литейным сплавам на основе алюминия, применяемым в авиационной технике и других отраслях машиностроения для нагруженных деталей внутреннего набора фюзеляжа, деталей управления, силовых кронштейнов и др. взамен штамповок, работающих длительно до 250°C.
[2]Известен литейный сплав на основе алюминия, содержащий (мас.%):
[3]| Cu | 3,5-5,5 |
| Mg | 0,2-0,5 |
| Zr | 0,1-0,4 |
| Ti | 0,1-0,4 |
| Al | остальное (Заявка Япония №58-5979) |
[4]Сплав обладает пониженными значениями механических и литейных свойств.
[5]Известен высокопрочный литейный сплав на основе алюминия, содержащий (мас.%):
[6]| Cu | 4,5-5,1 |
| Mn | 0,35-0,8 |
| Ti | 0,15-0,35 |
| Cd | 0,07-0,25 |
| Al | остальное (ГОСТ 1583-93) |
[7]Известен также высокопрочный литейный сплав на основе алюминия, содержащий (мас.%):
[8]| Cu | 5,0-6,5 |
| Mn | 0,15-0,5 |
| Ti | 0,05-0,3 |
| Cr | 0,1-0,25 |
| Cd | 0,05-0,2 |
| Al | остальное (a.c. СССР №678889) |
[9]Известные сплавы имеют низкую технологичность при литье в песчаные формы.
[10]Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является литейный сплав на основе алюминия, содержащий медь, магний, титан, цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
[11]| Cu | 3,5-5,0 |
| Mg | 0,55-1,0 |
| Ti | 0,21-0,5 |
| Zr | 0,10-0,5 |
| Al | остальное (Патент РФ №2080407) |
[12]Недостатком сплава-прототипа являются недостаточно высокие литейные свойства, предел прочности и качество отливок.
[13]Технической задачей предлагаемого изобретения является создание литейного сплава на основе алюминия, обладающего повышенными литейными свойствами (жидкотекучестью и горячеломкостью), пределом прочности, что позволит повысить качество сложных по конфигурации фасонных отливок.
[14]Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен литейный сплав на основе алюминия, содержащий медь, магний, титан, цирконий, отличающийся тем, что дополнительно содержит марганец, цинк, скандий при следующем соотношении компонентов (мас.%):
[15]| Cu | 3,5-6,0 |
| Mg | 0,2-0,9 |
| Ti | 0,1-0,4 |
| Zr | 0,1-0,5 |
| Mn | 0,2-1,2 |
| Zn | 0,5-2,5 |
| Sc | 0,15-0,5 |
| Al | остальное |
[16]Установлено, что при заявленном соотношении и содержании компонентов при введении марганца, цинка, скандия повышаются литейные и прочностные свойства.
[17]Примеры осуществления
[19]Приготовление опытного сплава в электропечи состава Al - 3,5% Cu - 0,2% Mg - 0,1% Ti - 0,1% Zr - 0,2% Mn - 0,5% Zn - 0,15% Sc.
[20]В предварительно нагретую электропечь загрузили и расплавили чушковой алюминий. Затем вводили лигатуры Al-Cu, Al-Mn и Al-Ti, Al-Sc, Al-Zr, магний и цинк, расплав перемешивали, выстаивали, обрабатывали фторцирконатом калия. Состав опытного сплава и значения механических и технологических свойств приведены в таблицах 1, 2.
[21]Примеры 2, 3 - аналогичны примеру 1, пример 4 - прототип. Составы сплавов приведены в таблице 1.
[22]В таблице 2 приведены механические и технологические свойства образцов, вырезанных из отливок предлагаемого сплава и сплава-прототипа, системы Al-Cu-Mg.
[23]Механические свойства определялись после термообработки по режиму Т5: закалка + искусственное старение, для сплава-прототипа по режиму Т4: закалка + естественное старение.
[24]Из таблицы 2 следует, что для отливок (корпуса, крышки) из предлагаемого сплава технологические свойства значительно выше по сравнению с прототипом: жидкотекучесть повышается на 20-24%, горячеломкость снижается на 60%, линейная усадка снижается на 15%. Предел прочности возрастает на 5-7,5%.
[25]Фасонные отливки прошли контроль качества. Брака по литью не обнаружено.
[26]Таким образом, применение предлагаемого сплава системы Al-Cu-Mg в изделиях для фасонных отливок сложной конфигурации деталей внутреннего набора позволит получать качественные отливки с высокими технологическими свойствами при прочностных свойствах на уровне прототипа. Это снизит металлоемкость и повысит надежность в эксплуатации и ресурс изделий.
[27]
[28]
