SU1534094A1

SU1534094A1 - Способ упрочнени деталей из титановых сплавов

Info

Publication number: SU1534094A1
Application number: SU884419511A
Authority: SU
Inventors: Константин Константинович Карандашов; Геннадий Васильевич Топоров; Виталий Петрович Першин; Павел Емельянович Евдокимов
Original assignee: Томский инженерно-строительный институт
Priority date: 1988-03-10
Filing date: 1988-03-10
Publication date: 1990-01-07

Abstract

Изобретение относитс к способам обработки деталей из титановых сплавов и может быть использовано в машиностроительной, авиационной и других отрасл х промышленности. Целью изобретени вл етс интенсификаци процесса насыщени и упрощение способа при сохранении качества упрочненного сло . На изделие из титановых сплавов накладывают фольгу из технической меди толщиной 100-190 мкм, которую прижимают к поверхности детали давлением 10-100 МПа, осуществл ют полный или локальный нагрев в обычной атмосфере до температуры 0,9...0,94 температуры полиморфного превращени сплава и выдерживают в течение времени, составл ющем 1 мин на 1 мм максимальной толщины издели . Это позвол ет интенсифицировать процесс в 1,3-2,4 раза, а также упростить технологию при сохранении качества упрочненного сло . 2 табл.

Description

Изобретение относитс к способам обработки изделий из титановых сплавов и может быть использовано в машиностроительной , авиационной и других отрасл х промышленности.

Целью изобретени вл етс интенсификаци процесса насыщени , а также упрощение способа при сохранении качества упрочненного сло .

В качестве фольги используют техническую медь толщиной 100-190 мкм, которую прижимают к поверхности детали давлением 10-100 МПа, осуществл ют полный или локальный нагрев детали в воздушной атмосфере до температуры 0,9-0,94 температуры полиморфного превращени сплава и выдерживают в течение времени, составл ющем мин на 1 мм максимальной толщины издели .

Способ позвол ет упрочн ть поверхности крупногабаритных деталей или их отдельных частей с применением локального нагрева, например, токами высокой частоты (ТВЧ), газопламенного и др.

Предлагаемое техническое решение позвол ет исключить из процесса дорогосто щую вакуумную печь, значительно снизить материальные затраты, св занные с процессом диффузионного насыщени в вакууме, и сократить суммарное врем процесса. Применение технической меди исключает необходимость специального изготовлени аморфных пленок, что в значительной мере упрощает технологию процесса. Кроме того, чистота технической меди (99,9-99,5% Си) вводит ограничение на

СП

СО

Јь О СО 4ь

содержание в ней вредных примесей: висмута (0,001-0,003%) и свинца (0,005-0,05%), вызывающих красноломкость , котора обусловливает затруднени технологического характера. Фольга из технической меди, име кристаллическое строение, пластична.

Пример 1. Провод т насыщение технической медью 3 (99,5% Си) образ- цов из титанового сплава сечением мм. Очищенные от окисных пленок и обезжиренные медна фольга (толщина 120 мкм) и образец плотно прижимают давлением 50 МПа. Образцы нагрева- ют и выдерживают в электропечи с воздушной атмосферой при 940±10°С, Врем выдержки прогретых образцов 0,5; 1 ; 1 ,5 и 3 мин на 1 мм толщины образца , с последующим охлаждением на воздухе .

Результаты испытаний даны в табл.1.

Результаты исследований, приведенные в табл.1, показывают, что вре- м выдержки, вз тое менее 10 мин, не позвол ет обеспечить необходимую толщину диффузионного сло . Кроме того , экспериментами установлено, что врем выдержки 1 мин на 1 мм толщины образца вл етс минимальным, в течение которого обеспечиваютс необходимые услови дл термической обработки сплава.

Применение выдержки более 10 мин приводит к необоснованному росту временных и материальных затрат, при незначительном увеличении толщины диффузионного сло , обусловливающие снижение эффективности диффузионного процесса насыщени .

П р и м е р 2. Провод т насыщение технической медью образца из титано- во го сплава сечением мм. Ис- пользуют фольгу толщиной 0,19 мм. Механическим путем поверхности медной фольги и образца зачищают от окисной пленки. Затем медную фольгу накладывают на образец, который закрепл ют в неподвижном контакте, подсоединенном к одной из клемм силового трансформатора . Друга клемма силового трансформатора подключена к подвижному контакту, которым осуществл етс плотное прижатие медной фольги к образцу , обеспечива давление в пределах 10-100 МПа. Нагрев в месте контакта медной фольги с поверхностью

образца до производ т пропусканием тока 3000 А, при этом подвижный и неподвижный контакты изготовл ют из меди; они имеют каналы, по которым пропускают воду дл отвода тепла, выдел ющегос при прохождении тока в местах соприкосновени контактов с фольгой и образцом. Врем выдержки, прин тое равным 2 мин, определено опытным путем и вл етс дл данного случа оптимальным.

Измерени твердости по глубине диффузионного сло показывают, что насыщение титановых сплавов медью по предлагаемому способу позвол ет получать слои толщиной более 0,8 мм, что по сравнению с известным (0,3 мм превышает глубину диффузионного сло в два и более раза. Несмотр на то, что в предлагаемом способе насыщение поверхности провод т только медью, измерени твердости на поверхности упрочненного сло показывают вполне сопоставимые значени твердости с твердостью, полученной в известном способе при комплексном насыщении (табл.2).

Кроме того, с повышением скорости охлаждени происходит увеличение показателей механических свойство Например, образцы, охлажденные в вод ( HRC 40), показывают прирост твердости сердцевины на 7 ед„ по сравнению с твердостью образцов, охлажденных с печью (HRC 33). Предел прочности сердцевины возрастает на 450 МПа, пр этом сохран ютс сравнительно высокие показатели пластичности (ц 10%, ).

Таким образом, применение предлагаемого способа позвол ет интенсифицировать процесс насыщени в 1,3- 2,4 раза, а также упростить технологию при сохранении качества упрочненного сло .

формула изобретени

Способ упрочнени деталей из титановых сплавов, включающий наложение на поверхность детали металлической фольги, их нагрев, выдержку и охлаждение , отличающийс тем, что, с целью интенсификации процесса насыщени и упрощени способа при сохранении качества упрочненного сло , в качестве фольги используют техническую медь толщиной 100-190 мк

тали давлением 10-100 МПа, нагрев осуществл ют в воздушной атмосфере до температуры 0,9-0,94 температуры

выдержку - в течение времени, составл ющем 1 мин на I мм максимальной толщины издели .

Таблица 1

10 15 30

10 490-510 525-530 550-560

Таблица2

Показатели по способу

извест- предлагаемому ному при толщине фольги, мкм

100 | 120 Г190

300 350 500 820

1170 1070 1070 1070 400 420 580 650

Claims

Формула изобрете ни я

Способ упрочнения деталей из титановых сплавов, включающий наложение на поверхность детали металлической фольги, их’нагрев, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса насыщения и упрощения способа при сохранении качества упрочненного слоя, в качестве фольги используют техническую медь толщиной 100-190 мкм,

1534094 * полиморфного превращения сплава, а выдержку - в течение времени, состав ляющем 1 мин на 1 мм максимальной толщины изделия.

Таблица 1 которую прижимают к поверхности детали давлением 10-100 МПа, нагрев осуществляют в воздушной атмосфере до температуры 0,9-0,94 температуры

Время выдержки образца сечением 10*10 мм, мин 5 10 15 30 Толщина диффузионного слоя, мкм 285-310 490-510 525-530 550-560

Таблица2

Параметры способа

Показатели по способу —

известному предлагаемому при толщине фольги, мкм

----------- 190 100 .20 Толщина диффузионного слоя, мкм 300 350 500 820 Твердость HV_OOSJ на поверхности 1170 1070 1070 1070 на глубине слоя 300 мкм 400 420 580 650

г