CC BY
44Технология и мехатроника в машиностроении
УДК 658
СОЗДАНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОГО ПОКРЫТИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ МЕТОДОМ АЛЬФИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ
И. В. Прокопьев, В. Б. Жуковский
ОАО «Красноярский машиностроительный завод» Россия, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 29. E-mail: sahs@inbox.ru
Описан процесс альфирования деталей с целью упрочнения поверхностей. Ключевые слова: технология альфирования, титановые сплавы.
CREATING A WEAR - RESISTANT COATING PARTS OF TITANIUM ALLOYS
BY ALPHA - SURFACE
I. V. Prokopev, V. B. Jukowski
JSC «Krasnoyarsk Machine-Building Plant» 29, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russia. E-mail: sahs@inbox.ru
Process of coating the parts by titanium alloys by alpha - surface for the purpose of hardening their surfaces is described.
Keywords: technology of coating, titanium alloys.
Альфирование заключается в насыщении поверхности деталей кислородом воздуха при температурах 700-850° С с образованием на их поверхности твердого износостойкого диффузионного слоя, представляющего собой твердый раствор кислорода в а-тита-не. В процессе нагрева образуется диффузионный слой, состоящий из альфированного слоя (твердого раствора кислорода в титане) и слоя окислов титана.
Существует 2 способа получения альфированного слоя:
1) детали, помещенные в сухой песок, нагревают при температуре 700 °С в течение 10 часов (при использовании кипящего слоя 5 часов);
2) детали, помещенные в сухой графит, нагревают при 800 °С не более 8 часов (при 850 °С - от 2 до 6 часов).
Слой окислов и/или карбоокислов (при альфиро-вании в графите) имеет плотное строение и прочно связан с альфированным слоем. Глубина и твердость диффузионных слоев зависят от состава сплава, температуры и времени нагрева. Выбор режима альфиро-вания зависит от условий работы деталей на трение и глубины требуемого слоя.
Альфирование повышает износостойкость поверхности титановых сплавов в 8-10 раз, но снижает пластичность и особенно усталостную прочность на 15-40 %. Удаление с альфированной поверхности полированием окисного слоя 1-2 мкм (после альфирования при 700 °С), 5-40 мкм (при 800 °С) и 10-12 мкм (при 850 °С) существенно уменьшает снижение усталостной прочности деталей.
Поскольку при нагреве все поверхности деталей подвергаются альфированию, то для поверхностей, не требующих упрочнения, необходимо предусматривать припуски порядка 0,1-0,2 мм, которые после альфирования снимаются механической обработкой.
Поверхность пред альфированием должна быть обработана по классу не ниже 7. Необходимо учитывать
возможное увеличение размера детали в процессе аль-фирования, а также коробление детали сложной формы с тонкими стенками. Для уменьшения коробления в процессе механической обработки проводят неполный отжиг для снятия напряжений или применяют специальные приспособления, обеспечивающие сохранение требуемых размеров в процессе альфирования.
В 2012 году на базе НПЦМ ОАО «Красмаш» отделом главного металлурга произведена отработка технологии альфирования деталей из титанового сплава ВТ-6 в мелкозернистом графите. Альфирование деталей проводилось при температуре 800±10 °С с выдержкой 8 часов. Существующая технология позволяет получать альфировнный слой глубиной 0,04 мм, из них глубина окислов и карбоокислов не более 0,02 мм.
В настоящее время технология применяется в серийном производстве.
Библиографические ссылки
1. Альтман М. Б., Глазунов С. Г., Кишкина С. И. Авиационные материалы / под общ. ред. А. Т. Туманова // М-во авиационной промышленности СССР. М. : ОНТИ, 1973.
2. Легкие цветные металлы и сплавы. Т. 2 / под общ. ред. С. Н. Подвишенского, М. В. Теслицкой. М. : ФГУП «ЦНИИЭИцветмет», 2001.
References
1. Altman B. N., Glazunov S. G., Khishkin S. I. Aviation materials / under the general ed. of A. T. Tumanov // The Ministry of the aviation industry of the USSR : ONTI, 1973.
2. Light Non - ferrous metals and alloys. Vol. 2 / under the general edition of S. N. Podvishenski, M. V. Teslitskaya. M. : Federal State Unitary Enterprise «TSNIIEItsvetmet», 2001.
© Прокопьев И. В., Жуковский В. Б., 2013
