Способ наплавки на титан и титановые сплавы жаростойких и износостойких покрытий на основе алюминидов титана

Авторы патента:

B23K9/04 - для иных целей, чем соединение, например с целью наплавки

B23K103/18 - Пайка или распаивание; сварка; плакирование или нанесение покрытий пайкой или сваркой; резка путем местного нагрева, например газопламенная резка; обработка металла лазерным лучом (изготовление изделий с металлическими покрытиями экструдированием металла B21C 23/22; нанесение облицовки или покрытий литьем B22D 19/08; литье погружением B22D 23/04; изготовление составных слоистых материалов путем спекания металлического порошка B22F 7/00; устройства для копирования и регулирования на металлообрабатывающих станках B23Q; покрытие металлов или материалов металлами, не отнесенными к другим классам C23C; горелки F23D)

Владельцы патента RU 2699474:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет" (RU)

Изобретение может быть использовано при нанесении жаростойких и износостойких слоев на детали из титана или титановых сплавов, работающих при повышенных температурах и в условиях абразивного износа. Электродуговую наплавку проводят неплавящимся электродом в среде инертных защитных газов с применением алюминиевой присадочной проволоки на режимах, обеспечивающих получение наплавленного слоя с содержанием алюминия на уровне 5-25%. Указанное содержание алюминия при наплавке обеспечивает формирование структуры наплавленного металла на основе пересыщенного раствора алюминия в титане и интерметаллидной фазы Ti₃Al, которые способствуют повышению износостойкости и жаростойкости рабочих поверхностей деталей из титана и титановых сплавов.

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при нанесении жаростойких и износостойких слоев на титан и титановые сплавы, работающих при повышенных температурах и в условиях абразивного износа.

Известен способ электродуговой наплавки на титан и титановые сплавы в среде защитных газов с применением присадочной проволоки из меди и медных сплавов (Способ наплавки интерметаллидных сплавов на основе системы титан-медь. RU №2670317 от 22 октября 2018 г.). Этот способ позволяет получать покрытия на основе купридов титана на деталях из титана и титановых сплавов.

Недостатком этого способа является его высокая присадочного материала и ограниченная жаростойкость и износостойкость купридов титана.

Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационных свойств наплавленных слоев и снижение их себестоимости

Сущность способа заключается в наплавки на титан и титановые сплавы жаростойких и износостойких покрытий на основе алюминидов титана, при котором электродуговую наплавку неплавящимся электродом проводят в инертных защитных газах с применением присадочной проволоки. В отличие от прототипа в качестве присадочной используют алюминиевую проволоку, а наплавку проводят на режимах, обеспечивающих получение наплавленного слоя с содержанием алюминия на уровне 5-25%.

Такая совокупность новых признаков с известными, позволяет повысить эксплуатационные свойства наплавленных слоев и снизить их себестоимость.

Электродуговую наплавку на титан и титановые сплавы жаростойких и износостойких покрытий на основе алюминидов титана проводят неплавящимся электродом в среде инертных защитных газов с применением алюминиевой присадочной проволоки.

Наплавку проводят на режимах обеспечивающих получение наплавленного слоя с содержанием алюминия на уровне 5-25%. Указанное содержание алюминия при наплавке обеспечивает формирования структуры наплавленного металла на основе пересыщенного раствора алюминия в титане и интерметаллидной фазы Ti₃Al, которая обеспечивает повышению твердости, износостойкости и жаростойкости рабочих поверхностей деталей из титана и титановых сплавов.

При содержании алюминия более 25% в структуре сплавов появляются включения интерметаллидной фазы TiAl, снижающей технологическую прочность наплавленного металла и приводящие к появлению трещин в наплавленном металле, что снижает эксплуатационные свойства наплавленного металла.

При содержании алюминия менее 5% степень пересыщения титана алюминием незначительная и эксплуатационные свойства наплавленных поверхностей практические не отличаются от свойств основного металла. Примером применения предлагаемого способа является электродуговая наплавка на образец из титана размером 150×150×12 мм, марки ВТ1 неплавящимся электродом в среде аргона с применением присадочной проволоки СвА5 диаметром 1 мм. Наплавку проводят при силе тока 270 А, скорости подачи проволоки 2 м/мин и скорости наплавки 0,15 м/мин. При таких режимах содержание алюминия составляет 20%, относительная износостойкость при абразивном изнашивании около 3,5 и потеря массы при испытаниях на жаростойкость при 800°С в течение 1000 ч в 4-6 раз меньше, чем у титана марки ВТ1-0. Предлагаемый способ обеспечивает технический эффект и может быть осуществлен с помощью известных в технике средств. Следовательно, он обладает промышленной применимостью

Способ наплавки жаростойких и износостойких покрытий на основе алюминидов титана на титан и титановые сплавы, включающий проведение электродуговой наплавки неплавящимся электродом в инертных защитных газах с применением присадочной проволоки, отличающийся тем, что в качестве присадочной проволоки используют алюминиевую проволоку, а наплавку проводят на режимах, обеспечивающих получение наплавленного слоя с содержанием алюминия на уровне 5-25%.

Изобретение предназначено для нанесения износостойких покрытий на рабочую поверхность почворежущих деталей почвообрабатывающих машин с использованием сварки плавлением.

Способ повышения стойкости к абразивному изнашиванию остова и ресурса составных лемехов плужных корпусов // 2695857

Изобретение может быть использовано при изготовлении составного плужного лемеха и упрочнении подрезающей области его остова в процессе восстановления. Производят наплавку слоя в виде валиков абразивостойкого сплава на тыльную и наружную стороны подрезающей области попеременно.

Способ ремонта эксплуатационных повреждений поверхности катания головки железнодорожного рельса // 2693252

Изобретение относится к способу ремонта эксплуатационных повреждений поверхности катания головки железнодорожного рельса и применяется для ремонта железнодорожного рельса, уложенного на путях движения железнодорожного транспорта, трамваев, поездов метрополитена и на подкрановых путях.

Способ повышения абразивной износостойкости режуще-лезвийной части лемехов плужных корпусов // 2692152

Изобретение может быть использовано при изготовлении режуще-лезвийной части плужных лемехов, а также при упрочнении в процессе их восстановления. Наносят наплавкой за один проход слой абразивостойкого сплава высокой твердости на тыльную и наружную сторону режуще-лезвийной области лемеха по всей ее длине, сначала на одну из сторон режуще-лезвийной области лемеха, а после остывания наплавленного металла до 40…60°С – на ее другую сторону.

Способ электродуговой наплавки износостойкого слоя // 2689272

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при производстве двухслойных композитных листов, представляющих собой лист-основу из низкоуглеродистой стали с наплавленным на него электродуговым способом износостойким слоем, содержащим карбиды хрома.

Элемент бурового снаряда, оснащенный улучшенным наплавленным слоем // 2684265

Группа изобретений относится к элементам бурового снаряда с улучшенным наплавленным слоем. Технический результат – улучшение технологии наплавки и улучшение характеристик элемента бурового снаряда.

Элемент бурового снаряда, оснащенный улучшенным наплавленным слоем // 2684265

Способ изготовления стрингерной панели // 2679376

Изобретение может быть использовано при изготовлении стрингерных панелей, в частности, для летательных аппаратов, судов, вагонов. Каждое ребро жесткости получают путем послойной наплавки на поверхность обшивки валиков полусферической формы и деформирования каждого наплавленного валика до получения площадки плоской формы при температуре деформируемого участка, обеспечивающей восстановление упругих свойств металла наплавки.

Способ изготовления наплавленного биметаллического сопла // 2679032

Изобретение может быть использовано при изготовлении биметаллического сопла с применением наплавки его рабочей полости. Осуществляют механическую и термическую обработку заготовки корпуса сопла, дуговую наплавку быстрорежущей стали, легированной бором, на рабочую часть сопла при токе 50-56 А и напряжении дуги 5-6 В с управлением процессом переноса электродного металла в дуге посредством импульсной подачи проволоки и синхронизированного с ней импульсного режима тока.

Стратегия восстановления корончатого хвоста лопатки турбины и лопатка турбины // 2677028

Изобретение относится к способу наплавки материала на поверхность (4, 415) и может найти применение при изготовлении и ремонте корончатого хвостовика лопатки турбины.

Устройство для орбитальной обработки неповоротных стыков и торцов труб // 2696984

Изобретение предназначено для орбитальной обработки неповоротных стыков труб, в частности сварки, резки, обработки кромок, зачистки. Гибкая составная каретка состоит из по меньшей мере двух шарнирно соединенных составных частей, соединенных друг с другом последовательно в одном порядке.

Способ сварки неповоротных стыков частей магистрального трубопровода (варианты) // 2696629

Изобретения могут быть использованы для сварки неповоротных стыков магистральных трубопроводов. Осуществляют V-образную разделку кромок свариваемых стыков частей магистрального трубопровода и производят сборку частей магистрального трубопровода на внутреннем центраторе без зазора между притуплениями свариваемых стыков.

Способ пайки теплообменника // 2694410

Изобретение предназначено для пайки теплообменника, содержащего выполненные из нержавеющей стали наружную оболочку с переходным кольцом и внутреннюю оболочку с ребрами, имеющие конусную поверхность и выполненные из стали с разным коэффициентом термического расширения (КТР).

Элемент вала, способ изготовления состоящего из двух различных материалов элемента вала, а также соответствующая турбомашина // 2689294

Изобретение относится к элементу (1) вала турбомашины (2), способу его изготовления и турбомашине (2) с элементом (1) вала. Элемент вала имеет по меньшей мере два соединенных неразъёмно друг с другом с помощью сварного шва (23) участка (15, 16) вала.

Способ сварки трением с перемешиванием стыковых соединений алюминиевых сплавов // 2686494

Изобретение может быть использовано при стыковом соединении деталей из алюминиевых сплавов, имеющих низкую свариваемость. Вращающийся инструмент, состоящий из наконечника в виде тела вращения и заплечика, погружают в стык свариваемых деталей до контакта заплечика с их поверхностью и выдерживают.

Соединение листа стали с zn покрытием, выполненное посредством дуговой сварки // 2686400

Изобретение относится к сварному соединению, которое позволяет снизить образование свищей на начальных участках и конечных участках в листе стали с покрытием на основе Zn и снизить степень заполнения свищами на сваренном участке в целом.

Способ прочного соединения изделий из графита // 2681628

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано для изготовления блоков из графитовых деталей, способных использоваться при высоких температурах.

Способ изготовления рельсовых плетей и комплекс для осуществления способа // 2681046

Изобретение может быть использовано для изготовления сварных рельсовых плетей и их последующей термообработки. Способ изготовления и термообработки рельсовых плетей содержит изготовление рельсовой плети, включающее последовательно сварку встык рельсов, съем грата и шлифовку контура сварных стыков.

Способ пайки двухслойных паяных конструкций // 2680117

Изобретение может быть использовано при пайке двухслойных конструкций, в частности для изготовления корпусов камер сгорания ЖРД, состоящих из наружной силовой оболочки, выполненной из стали или сплава на никелевой основе, и внутренней оребренной оболочки, выполненной из меди или сплава на основе меди.

Способ гибридной лазерно-дуговой сварки стальных толстостенных конструкций // 2679858

Изобретение относится к сварке толстостенных металлоконструкций, в частности к гибридной лазерно-дуговой сварке стальных толстостенных конструкций. На свариваемые кромки с притуплением воздействуют электрической дугой, после чего воздействуют лазерным лучом, фокус которого располагают выше свариваемых поверхностей металла.

Способ многослойной наплавки теплостойкими сталями высокой твердости в азотсодержащей среде // 2699488

Изобретение может быть использовано при наплавке рабочих поверхностей деталей горно-металлургического оборудования, к которым предъявляются повышенные требования по твердости и износостойкости. Осуществляют предварительный подогрев наплавляемой заготовки до температуры выше температуры начала мартенситного превращения на 50-100°С, наплавку слоев и охлаждение наплавленного слоя перед нанесением последующего. После наложения каждого слоя наплавки проводят выдержку в течение времени, необходимого для образования 10-30% мартенсита с одновременным снижением температуры подогрева наплавляемой заготовки на 20-100°С ниже температуры мартенситного превращения. Непосредственно после наплавки последнего слоя производят высокотемпературный отпуск на наплавочной установке с температурой, находящейся в интервале между температурой рекристаллизации основного металла и температурой отпуска наплавленного металла. Технический результат заключается в предотвращении образования трещин в процессе наплавки, улучшении механических свойств наплавленного металла, в частности износостойкости и твердости, а также повышении производительности процесса наплавки за счет отказа от дополнительной термообработки. 1 пр.