Металлические заготовки ВД1 в Минске


Металлические заготовки ВД1: алюминиевый сплав системы Al–Cu–Mg для ответственных силовых деталей

Металлические заготовки ВД1 — это полуфабрикаты из алюминиевого деформируемого сплава системы Al–Cu–Mg (дуралюмин), выпускаемые в виде прессованных прутков, профилей, поковок и штамповок. Сплав марки ВД1 относится к термически упрочняемым материалам и по химическому составу близок к группе АК8 (аналог 2124/2219 по отдельным компонентам), что обеспечивает сочетание высокой статической прочности и удовлетворительной коррозионной стойкости после нанесения защитных покрытий. Заготовки поставляются в отожжённом состоянии (М), после закалки и естественного старения (Т) либо после закалки и искусственного старения (Т1), что определяет их механические характеристики и технологическую податливость при последующей механообработке.

Технические характеристики и состояние поставки

Ключевой параметр заготовок ВД1 — сочетание прочностных и пластических свойств, достигаемое режимами термической обработки. Предел прочности после закалки и старения достигает 440–490 МПа при относительном удлинении 6–10 %. Заготовки сохраняют работоспособность в интервале от –60 C до +150 C; при нагреве выше 150 C наблюдается разупрочнение вследствие коагуляции упрочняющих фаз. Плотность сплава — около 2,78 г/см, что даёт выигрыш по массе относительно стальных аналогов примерно в 2,9 раза при сопоставимой геометрии.

ПараметрСостояние МСостояние ТСостояние Т1Единица
Предел прочности вне более 250440–470460–490МПа
Предел текучести 0,2—290–330340–380МПа
Относительное удлинение 14–188–126–9%
Твёрдость по Бринеллю45–60110–125120–135HB
Диаметр прутка10–18010–15012–120мм

Сортамент и геометрия заготовок

Металлические заготовки ВД1 поставляются в нескольких типоразмерных группах, ориентированных на последующую обработку резанием, штамповку или ковку:

  • прессованные прутки круглого сечения диаметром 10–180 мм, в том числе мерной длины;
  • профили сложного сечения с толщиной стенки от 4 мм, получаемые горячим прессованием;
  • поковки и штамповки с припуском под механическую обработку для силовых деталей;
  • плиты и толстолистовой прокат толщиной 20–120 мм для изготовления корпусных элементов;
  • трубные заготовки для последующей расточки под гидро- и пневмоцилиндры.

Кривизна прутков не превышает 2 мм на 1 м длины, что критично при подаче в токарные автоматы продольного точения. Для штамповок нормируется величина облоя и смещение по плоскости разъёма штампа.

Технологические свойства и обработка

Заготовки ВД1 в отожжённом состоянии обладают высокой технологической пластичностью: относительное удлинение 14–18 % позволяет выполнять гибку, высадку и холодную деформацию без образования трещин. Обрабатываемость резанием в состоянии Т1 оценивается как удовлетворительная — скорость резания твердосплавным инструментом составляет 200–350 м/мин при подаче 0,1–0,3 мм/об. Свариваемость ограничена: сплав склонен к образованию горячих трещин при дуговой сварке, поэтому соединения выполняют контактной сваркой или заклёпочными соединениями.

После механической обработки детали из заготовок ВД1 подвергают анодированию или нанесению лакокрасочных покрытий для повышения коррозионной стойкости, поскольку сплав чувствителен к межкристаллитной коррозии при эксплуатации во влажной среде с хлоридами.

Области применения

  • силовые элементы авиационных конструкций: нервюры, шпангоуты, кронштейны;
  • детали шасси и элементов управления летательных аппаратов;
  • корпусные детали гидравлических и пневматических агрегатов;
  • высоконагруженные детали транспортного машиностроения — ступицы, рычаги, тяги;
  • оснастка и приспособления для механообработки, работающие при знакопеременных нагрузках;
  • элементы грузоподъёмного оборудования, где требуется снижение массы при сохранении прочности.

Вопросы и ответы

Какое состояние поставки заготовок ВД1 обеспечивает максимальную прочность?

Наибольший предел прочности — 460–490 МПа — достигается в состоянии Т1 после закалки и искусственного старения. Однако пластичность при этом минимальна, что ограничивает последующую холодную деформацию.

Можно ли сваривать заготовки ВД1 дуговой сваркой?

Сплав склонен к образованию горячих трещин при дуговой сварке. Рекомендуется применять контактную сварку, заклёпочные или болтовые соединения. При необходимости дуговой сварки требуется специальная технология с подбором присадочного материала.

Какой диапазон рабочих температур у деталей из заготовок ВД1?

Эксплуатационный интервал — от –60 C до +150 C. При нагреве выше 150 C происходит разупрочнение из-за коагуляции упрочняющих фаз, поэтому применение в высокотемпературных узлах не рекомендуется.

Требуется ли защитное покрытие для заготовок ВД1?

Да. Сплав чувствителен к межкристаллитной коррозии во влажной хлоридсодержащей среде. После механообработки детали анодируют или наносят лакокрасочные покрытия для повышения коррозионной стойкости.