СПОСОБ НАПЛАВКИ ИНТЕРМЕТАЛЛИДНЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ ТИТАН-МЕДЬ Российский патент 2018 года по МПК B23K9/04 B23K103/18 

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 в среде защитных газов с применением присадочной проволоки из алюминия и алюминиевых сплавов (Способ электродуговой наплавки износостойких покрытий. RU 2327551 Опубликовано 27.06.2008). Этот способ позволяет получать покрытия на основе алюминидов железа на деталях из углеродистых и легированных сталей.

Известен также способ получения интерметаллидных сплавов титан-медь (Способ получения композиционного материала медь-титан. RU 2533508 Опубликовано 20.11.2014. Бюл №32), при котором собирают пакеты из титана и меди, сваривают пакеты сваркой взрывом, производят горячую прокатку, проводят отжиг сваренных многослойкых пакетов для образования интерметаллидных слоев на основе меди и титана с последующим охлаждением на воздухе.

Недостатком этого способа является его высокая стоимость, низкая производительность и ограничение по толщине интерметаллидных слоев, что ограничивает эксплуатационные свойства изделий.

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

Сущность способа заключается в наплавки сплавов на основе интерметаллидов титан-медь на титан и титановые сплавы, при котором электродуговую наплавку неплавящимся электродом проводят в инертных защитных газах с применением присадочной проволоки. В отличие от прототипа в качестве присадочной используют медную или из медных сплавов проволоку, а наплавку проводят на режимах обеспечивающих получение наплавленного слоя с содержанием меди на уровне 5-40%.

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

Электродуговую наплавку сплавов на основе интерметаллидов титан-медь на титан и титановые сплавы проводят неплавящимся электродом в среде инертных защитных газов с применением присадочной проволоки из меди и медных сплавов.

Наплавку проводят на режимах обеспечивающих получение наплавленного слоя с содержанием меди на уровне 5-40%. Указанное содержание меди при наплавке обеспечивает формирования структуры наплавленного металла на основе пересыщенного раствора меди в титане и интерметаллидной фазы Тi₂Cu, которая обеспечивает повышению твердости, износостойкости и жаростойкости рабочих поверхностей деталей из титана и титановых сплавов.

При содержании меди более 40% в структуре сплавов появляются включения интерметаллидной фазы TiCu, снижающей технологическую прочность наплавленного металла и как следствие эксплуатационные свойства наплавленного металла.

При содержании меди менее 5% степень пересыщения титана медью 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 150x150x10 мм, марки ВТ1 неплавящимся электродом в среде аргона с применением присадочной проволоки M1 диаметром 1 мм. Наплавку проводят при силе тока 240А, скорости подачи проволоки 1,5 м/мин и скорости наплавки 0,15 м/мин. При таких режимах содержание меди составляет 26%, твердость наплавленного металла 35HRC, относительная износостойкость около 2 и потеря массы при испытаниях на жаростойкость при 800°С в 4 раза 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.

Изобретение может быть использовано при нанесении жаростойких и износостойких слоев на детали из титана или титановых сплавов, работающих при повышенных температурах в условиях абразивного износа. Электродуговую наплавку проводят неплавящимся электродом в среде инертных защитных газов с применением присадочной проволоки из меди или медных сплавов. Наплавку проводят на режимах, обеспечивающих получение наплавленного слоя с содержанием меди на уровне 5-40%. Указанное содержание меди при наплавке обеспечивает формирование структуры наплавленного металла на основе пересыщенного раствора меди в титане и интерметаллидной фазы Ti₂Cu, которые способствуют повышению износостойкости и жаростойкости рабочих поверхностей деталей из титана и титановых сплавов. Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационных свойств наплавленных слоев.

Способ наплавки сплавов на основе интерметаллидов титан-медь на титан и титановые сплавы, включающий электродуговую наплавку неплавящимся электродом в инертных защитных газах с применением присадочной проволоки, отличающийся тем, что в качестве присадочной проволоки используют проволоку из меди или медных сплавов, а наплавку проводят на режимах, обеспечивающих получение наплавленного слоя с содержанием меди на уровне 5-40%.