RU2483146C1 - Способ микродугового оксидирования присадочных прутков из титанового сплава для антифрикционной наплавки - Google Patents
Способ микродугового оксидирования присадочных прутков из титанового сплава для антифрикционной наплавки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2483146C1 RU2483146C1 RU2011140796/02A RU2011140796A RU2483146C1 RU 2483146 C1 RU2483146 C1 RU 2483146C1 RU 2011140796/02 A RU2011140796/02 A RU 2011140796/02A RU 2011140796 A RU2011140796 A RU 2011140796A RU 2483146 C1 RU2483146 C1 RU 2483146C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- surfacing
- antifriction
- oxidising
- titanium alloy
- concentration
- Prior art date
Links
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сварочным материалам для антифрикционных наплавок при изготовлении изделий из титановых сплавов. Способ включает использование присадочных прутков из сварочной титановой проволоки марки ВТ6св, микродуговое оксидирование прутков в водном электролите вначале с раствором NaAlO2 с концентрацией 14÷16 г/л, рН 11,5÷12 при напряжении 280÷300 В и температуре 20÷24°С в течение (15±1) минут, а затем - в водном электролите с раствором Na3PO4 с концентрацией 13÷15 г/л, рН 10,5÷11 при напряжении 290÷310 В и температуре 16÷20°С в течение (18±1) минут. Техническим результатом изобретения является повышение твердости наплавленного металла до 450÷480 кгс/мм2. 1 пр., 1 табл.
Description
Изобретение относится к оксидированию материалов методом электрохимической обработки и может быть применено для оксидирования сварочной проволоки из титановых сплавов, применяемой при изготовлении изделий судовой арматуры и механизмов, изделий химического машиностроения и др.
Известна сварочная проволока из титанового сплава марки ПТ-7М по ГОСТ27265-87, которая применяется как наплавочный материал для упрочнения трущихся поверхностей после предварительного термического оксидирования в открытой воздушной среде при температуре 750-800°С. Такая обработка приводит к образованию на поверхности проволоки окисной пленки, кислород которой является легирующим элементом при наплавке, повышая тем самым сопротивление износу поверхности изделия.
Однако операция оксидирования в воздушной среде приводит одновременно к совершенно нежелательному наводороживанию сварочной проволоки.
Содержание водорода в проволоке возрастает с 0,002% до 0,015-0,020%, что совершенно недопустимо при наплавочных работах на поверхности титановых сплавов.
В связи с этим после оксидирования проволока подвергается дегазации для удаления водорода в вакуумных печах при температуре 750-900°С в течение 5-10 час. Необходимо отметить, что по этой технологии в настоящее время приготавливается практически весь наплавочный материал.
Недостатки указанного метода приготовления сварочной проволоки для наплавки не ограничены только отмеченными технологическими особенностями, приводящими к большой трудоемкости подготовки проволоки. Большим недостатком наплавок, выполненных термически оксидированной сварочной проволокой, является разброс по твердости наплавленного слоя, что связано с неравномерным распределением кислорода. Значения твердости по объему наплавленного слоя колеблются в пределах 350-430 кгс/мм2. Такие колебания твердости, а следовательно, нестабильность показателей антифрикционных свойств наплавленного слоя приводят к вынужденному ограничению ресурсных характеристик изделий, работающих в условиях циклических нагрузок (арматура, судовые механизмы).
В связи с отмеченным в настоящем изобретении предлагается заменить термическое оксидирование сварочной проволоки для наплавки на метод микродугового оксидирования, который в большой степени свободен от указанных выше недостатков термического оксидирования.
Кроме того, для титановой арматуры, работающей длительное время при жестких режимах циклического нагружения с высокими удельными давлениями, твердости 350-430 кгс/мм2 уже недостаточно для обеспечения заданного ресурса работы и необходимо создание новых наплавочных материалов, позволяющих увеличить твердость наплавленного металла до 450-480 кгс/мм2. Этого можно достичь применением титановой проволоки марки ВТ6св по ГОСТ27265-87. Эта проволока имеет более высокую твердость, пластичность и отсутствие закатов, препятствующих качеству МДО, по сравнению с проволоками марок ПТ-7М и 2В. Применение в качестве электролита алюмината натрия позволит дополнительно легировать наплавочный материал алюминием, что позволит дополнительно повысить твердость наплавленного металла.
Наиболее близким техническим решением и принятым за прототип является «Способ микродугового оксидирования титановой проволоки для антифрикционной наплавки», включающий электролитический процесс, протекающий в водном растворе жидкого стекла Na2SiO3 с концентрацией 20,0±2,0 г/л при напряжении 320÷340 В в течение 15±2 мин при температуре 20±1°С, предложенный ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей» (патент №2391449 от 10.06.2010 г.).
Недостатком данного метода является то, что при выполнении наплавки твердость наплавленного металла не превышает 400÷430 кгс/мм2.
Техническим результатом изобретения является разработка способа микродугового оксидирования титанового сплава для антифрикционных наплавок, позволяющего обеспечить повышение твердости наплавленного металла до 450÷480 кгс/мм2.
Технический результат достигается за счет того, что присадочные прутки изготавливают из сварочной титановой проволоки марки ВТ6св, а микродуговое оксидирование выполняют в водном электролите вначале с раствором NaAlO2 с концентрацией (15±1) г/л, рН 11,5÷12 при напряжении 280÷300 В, при температуре 20÷24°С в течение (15±1) минут; затем в водном электролите с раствором Na3PO4 с концентрацией (14±1) г/л, рН 10,5÷11,0 при напряжении 290÷310 В, при температуре 16÷20°С в течение (18±1) минут.
Применение в качестве электролита раствора NaAlO2 с концентрацией (15±1) г/л позволяет дополнительно легировать наплавочный материал алюминием, а применение раствора Na3PO4 с концентрацией (14±1) г/л позволит получить окисную пленку необходимой толщины и насытить поверхность наплавочного металла кислородом. Выполнение микродугового оксидирования проволоки марки ВТ6св в два этапа позволит получить твердость металла, наплавленного с применением этого наплавочного материала на уровне 450÷480 кгс/мм2.
Пример конкретного выполнения.
В лабораторных условиях была взята сварочная проволока из титанового сплава марки ВТ6св по ГОСТ 27265-87 (Ti-основа, Al-4%, V-3%) и приготовлены электролиты: раствор алюмината натрия NaAlO2 с концентрацией 14,0 г/л, 15,0 г/л и 16,0 г/л и раствор фосфата натрия Na3PO4 с концентрацией 14,0 г/л, 15,0 г/л и 16,0 г/л. После чего было проведено нанесение покрытий сначала в растворе NaAlO2 при напряжении 280В, 290В и 300В в течение 14 мин, 15 мин и 16 мин при температуре 20°С, 22°С и 24°С, а затем в растворе Na3PO4 при напряжении 290В, 300В и 310В в течение 17 мин, 18 мин и 19 мин при температуре 16°С, 18°С и 20°С.
В таблице 1 приведены параметры предлагаемого и известного способов.
Режимы МДО оценивались замерами твердости наплавленного металла. Приведенный режим обеспечивает стабильный диапазон распределения твердости в наплавке в пределах 450÷480 кгс/мм2.
Важным фактором, что было отмечено при исследовании наплавки, выполненной проволокой с МДО, явилось полное отсутствие пор и трещин в наплавке, даже без термообработки наплавленных деталей. Это очень важно, так как поры и трещины в наплавке крайне отрицательно влияют на работоспособность наплавки и ее устранение требует очень трудоемких ремонтных работ.
Технико-экономические преимущества от применения указанного способа по сравнению с прототипом выразятся в увеличении срока службы и надежности изделий судовой арматуры и механизмов из титановых сплавов за счет увеличения твердости.
Claims (1)
- Способ микродугового оксидирования присадочных прутков для антифрикционной наплавки, отличающийся тем, что используют присадочные прутки из сварочной титановой проволоки марки ВТ6св, а микродуговое оксидирование выполняют в водном электролите вначале с раствором NaAlO2 с концентрацией 14÷16 г/л, рН 11,5÷12 при напряжении 280÷300 В и температуре 20÷24°С в течение 15±1 мин, а затем - в водном электролите с раствором Na3PO4 с концентрацией 13÷15 г/л, рН 10,5÷11 при напряжении 290÷310 В и температуре 16÷20°С в течение 18±1 мин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140796/02A RU2483146C1 (ru) | 2011-10-03 | 2011-10-03 | Способ микродугового оксидирования присадочных прутков из титанового сплава для антифрикционной наплавки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140796/02A RU2483146C1 (ru) | 2011-10-03 | 2011-10-03 | Способ микродугового оксидирования присадочных прутков из титанового сплава для антифрикционной наплавки |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011140796A RU2011140796A (ru) | 2013-04-10 |
RU2483146C1 true RU2483146C1 (ru) | 2013-05-27 |
Family
ID=48791922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011140796/02A RU2483146C1 (ru) | 2011-10-03 | 2011-10-03 | Способ микродугового оксидирования присадочных прутков из титанового сплава для антифрикционной наплавки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2483146C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106868568A (zh) * | 2017-02-21 | 2017-06-20 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种超大型钛合金构件的发蓝阳极氧化装置及方法 |
RU2625516C1 (ru) * | 2016-03-01 | 2017-07-14 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" имени И.В. Горынина Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ЦНИИ КМ "Прометей") | Способ микродугового оксидирования прутков из титановой проволоки для выполнения износостойких наплавок |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1156410A1 (ru) * | 1983-11-05 | 1996-06-10 | Институт химии Дальневосточного научного центра АН СССР | Способ получения оксидных покрытий, преимущественно на изделиях, изготовленных из разнородных сплавов титана |
RU2232212C2 (ru) * | 1999-09-29 | 2004-07-10 | Эуропа Металли С.П.А. | Электрохимический способ образования неорганического покровного слоя на поверхности медного изделия |
JP2006076798A (ja) * | 2004-03-15 | 2006-03-23 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 酸化チタン粒子、及び酸化チタン粒子の作製方法 |
RU2391449C1 (ru) * | 2008-09-12 | 2010-06-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Способ микродугового оксидирования титановой проволоки для антифрикционной наплавки |
-
2011
- 2011-10-03 RU RU2011140796/02A patent/RU2483146C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1156410A1 (ru) * | 1983-11-05 | 1996-06-10 | Институт химии Дальневосточного научного центра АН СССР | Способ получения оксидных покрытий, преимущественно на изделиях, изготовленных из разнородных сплавов титана |
RU2232212C2 (ru) * | 1999-09-29 | 2004-07-10 | Эуропа Металли С.П.А. | Электрохимический способ образования неорганического покровного слоя на поверхности медного изделия |
JP2006076798A (ja) * | 2004-03-15 | 2006-03-23 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 酸化チタン粒子、及び酸化チタン粒子の作製方法 |
RU2391449C1 (ru) * | 2008-09-12 | 2010-06-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Способ микродугового оксидирования титановой проволоки для антифрикционной наплавки |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2625516C1 (ru) * | 2016-03-01 | 2017-07-14 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" имени И.В. Горынина Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ЦНИИ КМ "Прометей") | Способ микродугового оксидирования прутков из титановой проволоки для выполнения износостойких наплавок |
CN106868568A (zh) * | 2017-02-21 | 2017-06-20 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种超大型钛合金构件的发蓝阳极氧化装置及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011140796A (ru) | 2013-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2420658A1 (en) | Engine combustion chamber structure and method for producing the same | |
CN103074660B (zh) | 铝及铝合金表面ZrO2/Al2O3复合膜的制备方法 | |
CN106086981B (zh) | 一种改善Ti-Al系合金抗氧化性能的表面多孔阳极氧化层的制备方法 | |
CN112981488B (zh) | 一种航空铝合金表面制备润滑及耐磨复合涂层 | |
CN109338362B (zh) | 一种在高磷铸铁表面制备耐磨陶瓷层的方法 | |
CN109056028B (zh) | 一种铝及铝合金阳极氧化后处理液及其制备方法 | |
Peng et al. | Preparation of anodic films on 2024 aluminum alloy in boric acid-containing mixed electrolyte | |
RU2483146C1 (ru) | Способ микродугового оксидирования присадочных прутков из титанового сплава для антифрикционной наплавки | |
JP2016216763A (ja) | 被覆部材およびその製造方法 | |
RU2391449C1 (ru) | Способ микродугового оксидирования титановой проволоки для антифрикционной наплавки | |
JP6557176B2 (ja) | 内燃機関用ピストンおよびその製造方法 | |
JP6814405B2 (ja) | アルミニウム系部材の表面構造 | |
CN112195491A (zh) | 一种基于微弧氧化的SiC-Al2O3涂层的制备方法 | |
FR2877018A1 (fr) | Procede d'oxydation micro arc pour la fabrication d'un revetement sur un substrat metallique, et son utilisation | |
CN103849916B (zh) | 一种微弧氧化法制备钛合金表面高光洁度陶瓷耐磨层的方法及微弧氧化溶液 | |
CN107164662A (zh) | 铝系构件的表面结构 | |
JP6394105B2 (ja) | アルミ複合材の遮熱コーティング方法及びその構造並びにピストン | |
CN110872721B (zh) | 有阳极氧化皮膜的金属成型体及制造方法、活塞及内燃机 | |
CN105829584B (zh) | 制造涂覆有保护涂层的部件的方法 | |
CN109811385B (zh) | 铝及铝合金表面聚偏氟乙烯/氧化铝复合膜及其制备方法 | |
CA2847014A1 (en) | Lubricious composite oxide coating and process for making the same | |
Isfahani et al. | Electrophoretic deposition of Ni/SiO2 nanocomposite coating: fabrication process and tribological and corrosion properties | |
RU2625516C1 (ru) | Способ микродугового оксидирования прутков из титановой проволоки для выполнения износостойких наплавок | |
Semboshi et al. | Electroforming of oxide-nanoparticle-reinforced copper-matrix composite | |
KR102403878B1 (ko) | 옥살산 아노다이징에서 알루미늄 합금의 후처리 방법 및 이 방법으로 제조된 알루미늄 합금 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131004 |