DE2153218C3 - Articles made of titanium or titanium alloys and processes for their manufacture - Google Patents
Articles made of titanium or titanium alloys and processes for their manufactureInfo
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Description
2. Gegenstände nach Anspruch 1, dadurch ge- i0 Aluminium gebildeten Oberflächenschutzschicht 25 bis2. Articles according to claim 1, characterized in that there is a surface protective layer 25 to 0 formed from aluminum
ΙΟΟμίτι beiragen.ΙΟΟμίτι contribute.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus Titan oder einer Titanlegierung mit inA preferred method of making articles from titanium or a titanium alloy with in
- ο --- --ο ihre Oberfläche eindiffundiertem Aluminium besteht- ο --- --ο their surface consists of diffused aluminum
aus Titan oder einer Titanlegierung nach einem der is aus Einbetten der Gegenstände in ein 5 bis 30 Gewichtsprozent metallisches Aluminium, 0,1 bis 1,5 Gewichtsprozent Halogenid, vorzugsweise Chromchior'id (CrCb), Rest inertes Füllmaterial, vorzugsweise Aluminiumoxyd, enthaltendes Pulvergemisch und Diffusions-20 behandeln der in das Pulvergemisch eingebetteten Gegenstände unter Schutzgas, vorzugsweise Edelgas, bei einer Temperatur von 750 bis 1000°C für 3 bis 15 Stunden. of titanium or a titanium alloy according to one of the objects is from embedding in a 5 to 30 percent by weight metallic aluminum, 0.1 to 1.5 weight percent halide, preferably Chromchior'id (CrCb), remainder inert filler, preferably alumina, containing powder mixture, and Diffusion-20 treat the objects embedded in the powder mixture under protective gas, preferably noble gas, at a temperature of 750 to 1000 ° C. for 3 to 15 hours.
An Hand eines Beispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es wurden 3 Proben diffusionsbehandelt, eine aus technisch reinem Titan, die zweite aus einer Legierung mit 6% Aluminium, 4% Vanadium, Rest Titan und die dritte aus 5% Aluminium, 2% Zinn und Rest Titan.The invention is explained in more detail using an example. 3 samples were diffusion treated, one made of technically pure titanium, the second made of an alloy with 6% aluminum, 4% vanadium, the remainder titanium and the third made of 5% aluminum, 2% tin and the remainder titanium.
Die drei Proben wurden in ein Pulvergemisch einge-The three samples were put into a powder mixture.
Die Erfindung betrifft Gegenstände aus Titan oder 30 bettet, das aus 20 Gewichtsprozent Aluminium, 0,2% Titanlegierungen, die neben hohem Verhältnis von Fe- Chromchlorid (CrCh), Rest Aluminiumoxyd bestand.The invention relates to objects made of titanium or 30 beds, which consists of 20 percent by weight aluminum, 0.2% Titanium alloys, which consisted of a high ratio of Fe-chromium chloride (CrCh), the remainder being aluminum oxide.
Die Glühung der eingebetteten Proben erfolgte inThe embedded samples were annealed in
l Shl Sh
kennzeichnet, daß die Dicke der durch über die Gasphase eindiffundiertes Aluminium gebildeten Oberflächenschutzschicht 25 bis 100 μιη ist.indicates that the thickness of the aluminum formed by diffusing in via the gas phase Surface protection layer is 25 to 100 μm.
3. Verfahren zur Herstellung von Gegenständen3. Process for the manufacture of objects
Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände in ein 5 bis 30 Gewichtsprozent metallisches Aluminium, 0,1 bis 1,5 Gewichtsprozent Halogenid, vorzugsweise Chromchlorid (CrCb), Rest inertes Füllmaterial, vorzugsweise Aluminiumoxyd enthaltendes Pulvergemisch eingebettet und unter Schutzgas, vorzugsweise Edelgas, bei einer Temperatur von 750 bis 1000°C für 3 bis 15 Stunden diffusionsbehandelt werden.Claims 1 or 2, characterized in that the objects in a 5 to 30 percent by weight metallic aluminum, 0.1 to 1.5 percent by weight halide, preferably chromium chloride (CrCb), Rest of inert filling material, preferably a powder mixture containing aluminum oxide, embedded and under protective gas, preferably noble gas, at a temperature of 750 to 1000 ° C for 3 to 15 hours be diffusion treated.
stigkeit zu Dichte harte, verschleißfeste, oxydations-, korrosions- und erosionsbeständige Oberflächen haben müssen.to have hard, wear-resistant, oxidation, corrosion and erosion-resistant surfaces have to.
Titan und Titanlegierungen werden bisher als Konstruktionswerkstoffe für Anwendungszwecke eingesetzt, bei denen es auf ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Dichte ankommt, wie z. B. im Flugzeugbau und im Leichtmotorenbau, und darüber hinaus, wo die Korg gTitanium and titanium alloys are hitherto used as construction materials Used for applications where there is a high ratio of strength too density matters, such as B. in aircraft construction and light engine construction, and beyond, where the Korg G
einer geschlossenen Retorte unter Argon als Schutzgas bei einer Temperatur von 850°C für eine Zeit von 10 Stunden.a closed retort under argon as a protective gas at a temperature of 850 ° C for a period of 10 hours.
Nach dieser Diffusionsbehandlung betrug die Dicke der durch Eindiffundieren in die Oberfläche der Proben
gebildeten Diffusionsschutzschicht etwa 0,050 mm.
In den Diagrammen ist einmal der Konzentrations-After this diffusion treatment, the thickness of the diffusion protection layer formed by diffusion into the surface of the samples was about 0.050 mm.
In the diagrams, the concentration
rosionsbeständigkeit des Materials eine Rolle spielt, 40 verlauf der Legierungselemente und des eindiffundier-corrosion resistance of the material plays a role, 40 the course of the alloying elements and the diffusion
z. B. im chemischen Apparatebau. In bestimmten Anwendungsfällen werden neben den genannten Eigenschaften noch harte, verschleißfeste, oxydations- und erosionsbeständige Oberflächen bei zähem Kern geforten Aluminiums im Oberflächenbereich der Proben und dazu der Härteverlauf von der Oberfläche der Proben zum Kern hin aufgetragen. F i g. 1 zeigt die Kurven für die alitierte Probe aus technisch reinem Titan, F i g. 2z. B. in chemical apparatus engineering. In certain use cases are hard, wear-resistant, oxidation and erosion-resistant surfaces in the case of a tough core of frozen aluminum in the surface area of the specimens and to do this, the hardness curve is plotted from the surface of the specimen to the core. F i g. 1 shows the curves for the aluminized sample made of technically pure titanium, FIG. 2
dert. Als Beispiele für derartige Anwendungsfälle seien 45 die Kurven für die zweite Probe Ti-6A1-4V und F i g. 3changes. Examples of such applications are the curves for the second sample Ti-6A1-4V and FIG. 3
Verdichterschaufeln und Verdichterscheiben in Flugtriebwerken sowie Kurbel- und Nockenwellen, Pleuel und Kolbenbolzen im Automobil-Motorenbau sowie Pumpenflügel, Wellenlager und Armaturen im chemischen Apparatebau genannt.Compressor blades and compressor disks in aircraft engines as well as crankshafts and camshafts, connecting rods and piston pins in automotive engine construction as well as pump vanes, shaft bearings and fittings in chemical Called apparatus engineering.
Die Eigenschaften von Titan und bekannten Titanlegierungen reichen nicht aus, um Bauteile in dem gewünschten Maß vor Reibverschleiß zu schützen, der Materialabtragung durch Erosion zu widerstehen, das die Kurven für die alitierte Probe Ti-5Ai-2Sn. Wie sich aus den Diagrammen ergibt, ist die Härte an den Oberflächen der Proben auf Grund der Eindiffusion von Aluminium gegenüber der Härte des Grundwerkstoffs von etwa 300 HV auf etwa 500 HV erheblich erhöht worden. Ein Vergleich der Härte- mit den Konzentrationskurven zeigt aber auch, daß die Härte jenseits der eigentlichen, etwa 50 μίτι betragenden Diffusionsschutzschicht noch höher ist als im Kern der Proben, The properties of titanium and known titanium alloys are not sufficient to produce components in the desired Measure to protect against fretting, to withstand material removal by erosion, that the curves for the alloyed sample Ti-5Ai-2Sn. As can be seen from the diagrams, the hardness is on the surfaces of the samples due to the diffusion of aluminum compared to the hardness of the base material of approximately 300 HV has been increased considerably to approximately 500 HV. A comparison of the hardness with the concentration curves also shows that the hardness is beyond the actual, about 50 μίτι amounting diffusion protection layer is even higher than in the core of the samples,
Festfressen von Passungsverbindungen und durch hohe 55 d. h. der Abfall der Härtekurve erstreckt sich überSeizure of fit connections and high 55 d. H. the drop in the hardness curve extends over
Reiberwärmung verursachtes Brennen zu verhindern. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, diese Nachteile zu beseitigen und die Härte, Verschleißfestigkeit, Oxydations-, Korrosions- und Erosionsbeständigkeit der Oberflächen von Gegenständen aus Titan oder Titanlegicrungen zu erhöhen.To prevent burning caused by friction heating. The object of the present invention is therefore to this Eliminate disadvantages and the hardness, wear resistance, oxidation, corrosion and erosion resistance to increase the surface of objects made of titanium or titanium alloys.
Gegenstand der US-PS 32 19 474 ist die Erzeugung einer Schutzschicht auf Teilen aus Niob. Die Schutzschicht wird nach dem bekannten Verfahren durch Eindiffundieren von Titan in die Oberfläche des Niob-Gegenstandes gebildet, wobei sich eine Niob-Titan-Legiceinen weiteren Bereich als die Diffusionsschutzschicht. Das bedeutet, daß man schon bei verhältnismäßig dünnen Diffusionsschutzschichten in einem breiteren Oberflächenabschnitt eine Härtesteigerung erzielen kann.The subject of US-PS 32 19 474 is the production of a protective layer on parts made of niobium. The protective layer is made according to the known method by diffusing titanium into the surface of the niobium object formed, with a niobium-titanium alloy in a wider area than the diffusion protection layer. This means that even with relatively thin diffusion protection layers, one can have a wider surface section can achieve an increase in hardness.
Neben der Erhöhung der Härte und Verschleißfestigkeit von Teilen aus Titan oder Titanlegierungen kann durch die Eindiffusion von Aluminium in ihre Oberfläche aber auch die Oxydations-, Korrosions- und Erosionsbeständigkeit verbessert und das bei ungeschützten Titanteilen durch hohe Reiberwärmung auftretende Brennen unterbunden werden.In addition to increasing the hardness and wear resistance of parts made of titanium or titanium alloys due to the diffusion of aluminum into their surface but also the oxidation, corrosion and erosion resistance and that which occurs with unprotected titanium parts due to high friction heating Burning can be prevented.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19712153218 DE2153218C3 (en) | 1971-10-26 | Articles made of titanium or titanium alloys and processes for their manufacture |
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|---|---|---|---|
| DE19712153218 DE2153218C3 (en) | 1971-10-26 | Articles made of titanium or titanium alloys and processes for their manufacture |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2153218A1 DE2153218A1 (en) | 1973-05-03 |
| DE2153218B2 DE2153218B2 (en) | 1975-06-26 |
| DE2153218C3 true DE2153218C3 (en) | 1976-07-22 |
Family
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