RU2188875C2

RU2188875C2 - Method of preparation of surfaces of parts made from titanium alloys for oxidation

Info

Publication number: RU2188875C2
Application number: RU99112254A
Authority: RU
Inventors: Г.К. Иванов; Н.А. Кошкина
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Машиностроительное предприятие "Звездочка"
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2002-09-10

Abstract

FIELD: thermochemical treatment of parts made from titanium alloys; preparation of surfaces for thermal oxidation. SUBSTANCE: after preliminary machining (turning, milling, etc.), parts are subjected to surface plastic deformation by means of indenter oscillating at ultrasonic frequency and brought in constant contact with surface being treated at preset hold-down force. EFFECT: improved quality of preparation of surfaces of parts made from titanium alloys for oxidation due to reduced roughness; increased depth of burns on surfaces. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области химико-термической обработки деталей из титановых сплавов, а именно к подготовке поверхности к термическому оксидированию. The invention relates to the field of chemical-thermal treatment of parts made of titanium alloys, namely, to prepare the surface for thermal oxidation.

Известен способ поверхностной обработки деталей из титановых сплавов с помощью потока металлических шариков, колеблющихся с ультразвуковой частотой [1]. A known method of surface treatment of parts of titanium alloys using a stream of metal balls oscillating with ultrasonic frequency [1].

Недостатком данного способа является недостаточная чистота поверхности, поэтому указанный способ применяется только для упрочнения поверхностного слоя. The disadvantage of this method is the lack of surface cleanliness, therefore, this method is used only for hardening the surface layer.

Наиболее близким, принятым за прототип, является способ подготовки поверхности деталей из титановых сплавов к оксидированию, включающий предварительную механическую обработку, опескоструивание и обезжиривание [2]. The closest adopted for the prototype is a method of preparing the surface of parts made of titanium alloys for oxidation, including preliminary machining, sandblasting and degreasing [2].

Недостатком данного способа является низкое качество подготовки поверхности к оксидированию, т.к. опескоструивание не позволяет получить требуемую для оксидирования шероховатость поверхности. The disadvantage of this method is the low quality of surface preparation for oxidation, because sandblasting does not allow obtaining the surface roughness required for oxidation.

Задачей, решенной заявляемым изобретением, является разработка способа подготовки поверхности деталей из титановых сплавов к оксидированию, превосходящего известный способ в отношении повышения качества подготовки поверхности деталей к оксидированию. The problem solved by the claimed invention is the development of a method of preparing the surface of parts of titanium alloys for oxidation, superior to the known method in terms of improving the quality of preparation of the surface of parts for oxidation.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что после предварительной механической обработки (точение, фрезерование и т.д.) поверхность детали обрабатывают индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой и находящимся в постоянном контакте с обрабатываемой поверхностью с заданным усилием прижима. The essence of the claimed invention lies in the fact that after preliminary machining (turning, milling, etc.), the surface of the part is treated with an indenter oscillating with an ultrasonic frequency and in constant contact with the surface being machined with a given clamping force.

Способ осуществляется следующим образом: после предварительной механической обработки (токарной, фрезерной и т.д.) поверхность детали обрабатывают индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой, при этом индентор находится в постоянном контакте с обрабатываемой поверхностью с заданным усилием прижима. Чистота поверхности после обработки индентором достигает Ra≈0,15-0,25 мкм, что соответствует предъявляемым требованиям к поверхности и не требует дополнительной обработки. The method is as follows: after preliminary machining (turning, milling, etc.), the surface of the part is treated with an indenter oscillating with an ultrasonic frequency, while the indenter is in constant contact with the surface being machined with a given clamping force. The surface cleanliness after processing by the indenter reaches Ra≈0.15-0.25 μm, which corresponds to the surface requirements and does not require additional processing.

Исследования образцов, обработанных предлагаемым способом, показали, что предложенный способ позволяет не только устранить недостаток известного способа, но и не ухудшает усталостных характеристик деталей, а также придает оксидированной поверхности улучшенные эксплуатационные характеристики (см. таблицу). Studies of samples processed by the proposed method showed that the proposed method not only eliminates the disadvantage of the known method, but also does not impair the fatigue characteristics of the parts, and also gives the oxidized surface improved performance (see table).

Предлагаемый способ соответствует критерию "новизна", т.к. обладает признаками, отличающими его от прототипа. В известном техническом решении не обнаружено предлагаемой совокупности признаков, в частности не известна подготовка поверхности деталей из титановых сплавов к оксидированию после предварительной механической обработки индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой и находящимся в постоянном контакте с обрабатываемой поверхностью с заданным усилием прижима. The proposed method meets the criterion of "novelty", because has the features that distinguish it from the prototype. In the known technical solution, the proposed combination of features was not found, in particular, the preparation of the surface of parts made of titanium alloys for oxidation after preliminary mechanical treatment by an indenter oscillating with an ultrasonic frequency and in constant contact with the treated surface with a given clamping force is not known.

Предлагаемый способ соответствует критерию "изобретательский уровень", т. к. позволяет повысить качество подготовки поверхности деталей к оксидированию. Обработка поверхности методом ультразвуковой поверхностной деформации приводит к существенному снижению шероховатости с Ra≈3,3 мкм до Ra≈0,15-0,25 мкм и образованию более тонкой пленки окалины при оксидировании, что позволяет увеличить время выдержки в процессе оксидирования для получения более глубоких упрочненных слоев. The proposed method meets the criterion of "inventive step", because it allows you to improve the quality of the surface preparation of parts for oxidation. Surface treatment by ultrasonic surface deformation leads to a significant reduction in roughness from Ra≈3.3 μm to Ra≈0.15-0.25 μm and the formation of a thinner film of scale during oxidation, which allows to increase the exposure time in the oxidation process to obtain deeper hardened layers.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить качество подготовки поверхности деталей из титановых сплавов к оксидированию и улучшить при этом качество оксидирования, что соответствует критерию "промышленная применимость". Thus, the proposed method allows to improve the quality of the surface preparation of parts of titanium alloys for oxidation and to improve the quality of oxidation, which meets the criterion of "industrial applicability".

Источники информации
1. И. Г. Гринченко. Упрочнение деталей из жаропрочных и титановых сплавов. - М.: Машиностроение, 1971, с. 72-75.Sources of information
1. I. G. Grinchenko. Hardening of parts made of heat resistant and titanium alloys. - M.: Mechanical Engineering, 1971, p. 72-75.

2. РД 5.95066-90 "Термическое оксидирование (антифрекционное и защитное) деталей из сплавов типа ЛТ-3В."м 2. RD 5.95066-90 "Thermal oxidation (anti-friction and protective) of parts from alloys of the type LT-3V." M

Claims

A method of preparing the surfaces of titanium alloy parts for oxidation, including preliminary machining and degreasing, characterized in that after preliminary machining, surface-plastic deformation is carried out by an indenter oscillating with an ultrasonic frequency and in constant contact with the treated surface with a predetermined pressing force.