№2699474 Способ наплавки на титан и титановые сплавы жаростойких и износостойких покрытий на основе алюминидов титана

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

(19)RU(11) 2699474 (13) C1

(15) Дата регистрации: 2019-09-05

(21) Номер заявки: 2019102302

(22) Дата подачи заявки: 2019-01-28

(24) Дата, с которой исчисляется срок действия патента: 2019-01-28

(45) Дата публикации: 2019-09-05

Бюл. № 25

(72) Автор(ы):

• Ковтунов Александр Иванович (RU),
• Бочкарев Александр Геннадьевич (RU),
• Гущин Антон Андреевич (RU),
• Хохлов Юрий Юрьевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

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

(57) Реферат:

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

Формула изобретения

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%.