RU2648810C2 - Способ изготовления деталей из титановых сплавов - Google Patents
Способ изготовления деталей из титановых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2648810C2 RU2648810C2 RU2016123953A RU2016123953A RU2648810C2 RU 2648810 C2 RU2648810 C2 RU 2648810C2 RU 2016123953 A RU2016123953 A RU 2016123953A RU 2016123953 A RU2016123953 A RU 2016123953A RU 2648810 C2 RU2648810 C2 RU 2648810C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- superplastic deformation
- parts
- metallurgy
- friction
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/14—Preventing or minimising gas access, or using protective gases or vacuum during welding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/48—Ion implantation
Abstract
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для оптимизации технологического процесса сверхпластической деформации ответственных силовых деталей: лопасти компрессоров ГТД, валы, роторы и т.д. Из титанового сплава ВТ8 изготавливают деталь методом сверхпластической деформации при температуре от 850 до 950°C и скоростях деформации 10-4 с-1. На готовую деталь после сверхпластической деформации методом ионно-плазменного напыления наносят покрытие TiC+TiN. Затем осуществляют термическую обработку при температуре от 850 до 900°C с выдержкой при температуре от 400 до 550°C. Изобретение позволяет повысить износостойкость и снизить коэффициент трения в зонах контакта трущихся поверхностей деталей вала компрессора ГТД.
Description
Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к способам получения деталей или изделий с регламентированной структурой, и может быть использовано для оптимизации технологического процесса сверхпластической формовки изделий сложной формы.
Титановые сплавы, обладающие высокой удельной конструкционной прочностью и коррозионной стойкостью, используются для изготовления широкой номенклатуры изделий, а технологический процесс сверхпластической формовки позволяет существенно расширить область применения титановых сплавов. Спектр производимых изделий включает в себя лопасти сложных форм, фланцы, полые цилиндры, детали вала и ротора газотурбинных двигателей и т.д.
Во время эксплуатации вышеупомянутые изделия подвергаются влиянию очень высоких и низких температур, очень больших нагрузок на конструкцию, подвержены к разрушению, высоким коэффициентам трения, влиянию агрессивных сред и т.д. Сверхпластическая деформация (формовка) дает возможность сократить расходы на дорогостоящие сплавы, а также упрощает обработку. Эффективность процесса увеличивается за счет использования наноструктурных элементов, при этом прочность конструкции может быть увеличена на 10…15%.
Некоторые из высокопрочных жаропрочных титановых сплавов применяются в изготовлении деталей вала компрессора, газотурбинных двигателей, в частности для самолетов серии ИЛ-96-300. К ним предъявляются повышенные требования по износостойкости, снижению коэффициента трения, улучшению адгезии и т.д. В связи с этим разрабатываются новые методы и средства для повышения срока службы деталей вала, выполненных из титанового (α+β) - сплава ВТ8.
Известны способы изготовления деталей компрессора ГТД из эвтектоидных титановых сплавов (ВТ3-1, ВТ6, ВТ22 и др.) методом сверхпластической деформации (формовки) и диффузионной сварки (А.с. СССР №1577378, C22F 1/04, 1988; А.с. СССР №1759583, В23К 20/14, 1990; патент США №4582244, 1985; European Patent №0568201, 1993).
Наиболее близким по набору существенных признаков является техническое решение по патенту РФ №2569441, В23К 20/14, 2015, которое было принято авторами за ближайший аналог.
Недостатком данного способа является то, что при использовании титановых заготовок из сплава ВТ8 применяемая технология изготовления деталей вала компрессора ГТД не позволяет добиться достаточной износостойкости и необходимого коэффициента трения в зонах контакта трущихся поверхностей деталей вала.
Это связано с тем, что при повышении температуры возникает вероятность потери износостойкости при более высоких температурах, в вакууме, смене давлений и состава газовой среды.
Технической задачей является улучшение износостойкости, улучшение адгезии, снижение коэффициента трения изготовляемых деталей вала компрессора ГТД из титанового (α+β) - сплава ВТ8 за счет нанесения покрытия TiC+TiN.
Способ осуществляется следующим образом.
Для изготовления деталей вала компрессора по разработанной ранее технологии изготавливают слитки из партии титанового сплава ВТ8. Далее проводят горячую сверхпластическую деформацию (газовая формовка на основе сверхпластичности) при температуре от 850 до 950°С и скорости деформации 10-4c-1. Затем методом ионно-плазменного напыления наносится покрытие (TiC+TiN). После этого проводят термическую обработку готовых деталей вала компрессора. С целью оптимизации параметров термической обработки температура варьировалась от 850 до 900°С и продолжительность выдержки от 400 до 550°С.
Таким образом, на поверхности деталей вала компрессора образуется поверхность конденсата покрытия (TiC+TiN), которая наряду с образованием вторичной (α+β) - фазы твердого раствора позволяет существенно повысить (на один - два порядка) износостойкость изготовляемых деталей вала компрессора ГТД и уменьшить коэффициент трения трущихся деталей.
Claims (1)
- Способ изготовления детали из титанового сплава ВТ8, включающий сверхпластическую деформацию детали при температуре от 850 до 950°C и скорости деформации 10-4 с-1 и последующую термическую обработку при температуре от 850 до 900°C с выдержкой при температуре от 400 до 550°C, отличающийся тем, что после сверхпластической деформации на деталь осаждают лигатуру TiC+TiN посредством ионно-плазменной конденсации.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016123953A RU2648810C2 (ru) | 2016-06-16 | 2016-06-16 | Способ изготовления деталей из титановых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016123953A RU2648810C2 (ru) | 2016-06-16 | 2016-06-16 | Способ изготовления деталей из титановых сплавов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016123953A RU2016123953A (ru) | 2017-12-22 |
RU2648810C2 true RU2648810C2 (ru) | 2018-03-28 |
Family
ID=61867052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016123953A RU2648810C2 (ru) | 2016-06-16 | 2016-06-16 | Способ изготовления деталей из титановых сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2648810C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61213369A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-22 | Natl Res Inst For Metals | 炭化チタンの被覆方法 |
RU2167216C1 (ru) * | 1999-10-05 | 2001-05-20 | Омский государственный университет | Способ упрочнения твердосплавного режущего инструмента |
RU2390578C2 (ru) * | 2007-11-12 | 2010-05-27 | ООО "НПП Уралавиаспецтехнология" | Способ получения эрозионно стойкого покрытия, содержащего нанослои, для лопаток турбомашин из титановых сплавов |
UA75866U (ru) * | 2012-07-17 | 2012-12-10 | Інститут Металофізики Ім. Г.В. Курдюмова Національної Академії Наук України | Способ получения твердого покрытия на поверхности металлического изделия |
RU2569441C1 (ru) * | 2014-07-08 | 2015-11-27 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" (АО "ВПК "НПО машиностроения") | Способ изготовления деталей из титановых сплавов |
-
2016
- 2016-06-16 RU RU2016123953A patent/RU2648810C2/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61213369A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-22 | Natl Res Inst For Metals | 炭化チタンの被覆方法 |
RU2167216C1 (ru) * | 1999-10-05 | 2001-05-20 | Омский государственный университет | Способ упрочнения твердосплавного режущего инструмента |
RU2390578C2 (ru) * | 2007-11-12 | 2010-05-27 | ООО "НПП Уралавиаспецтехнология" | Способ получения эрозионно стойкого покрытия, содержащего нанослои, для лопаток турбомашин из титановых сплавов |
UA75866U (ru) * | 2012-07-17 | 2012-12-10 | Інститут Металофізики Ім. Г.В. Курдюмова Національної Академії Наук України | Способ получения твердого покрытия на поверхности металлического изделия |
RU2569441C1 (ru) * | 2014-07-08 | 2015-11-27 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" (АО "ВПК "НПО машиностроения") | Способ изготовления деталей из титановых сплавов |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016123953A (ru) | 2017-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111235506B (zh) | 一种tc25g钛合金锻件的热加工工艺 | |
JP5904431B1 (ja) | Ni基超耐熱合金の製造方法 | |
CN105177478B (zh) | 一种gh4738高温合金大型铸锭开坯方法 | |
JP2008163937A (ja) | 回転アセンブリ部品及び部品の製造方法 | |
JP5669451B2 (ja) | γチタン−アルミニウム−母合金から鍛造片を製造する方法 | |
JP2009506210A5 (ru) | ||
CN108343475B (zh) | 叶片盘及制造叶片盘的方法 | |
CN112247043A (zh) | 一种Ti2AlNb基合金锻件的制备工艺 | |
EP1897966A2 (en) | Method for applying a high temperature anti-fretting wear coating | |
US8221841B2 (en) | Pre-coating burnishing of erosion coated parts | |
WO2016072473A1 (ja) | 蒸気タービン動翼、蒸気タービン動翼の製造方法及び蒸気タービン | |
RU2648810C2 (ru) | Способ изготовления деталей из титановых сплавов | |
US20150211372A1 (en) | Hot isostatic pressing to heal weld cracks | |
RU2689307C9 (ru) | Способ изготовления лопатки ротора турбины | |
RU2610658C2 (ru) | Способ изготовления составных заготовок типа "диск-диск" и "диск-вал" из жаропрочных титановых и никелевых сплавов | |
CN112756769A (zh) | 一种基于热力耦合条件的钛合金摩擦焊接头优化方法 | |
JP2012091230A (ja) | ニアネットシェイプ鍛造のためのシステムと方法 | |
JP6040944B2 (ja) | 耐熱合金製リングの成形方法 | |
CN104854314A (zh) | 涡轮的动叶片的制造方法 | |
CN106086734A (zh) | 2618a铝合金叶轮锻件的锻造方法 | |
US20180154479A1 (en) | Method for producing a blade for a turbomachine | |
RU2465367C1 (ru) | Способ получения изделия конструкции "блиск" из жаропрочных титановых сплавов | |
RU2445199C2 (ru) | Способ упрочнения блока сопловых лопаток турбомашин из никелевых и кобальтовых сплавов | |
CN105598350B (zh) | 一种Nimonic101合金叶片锻件的锻造工艺 | |
RU2629138C1 (ru) | Способ изготовления лопаток компрессора из титанового сплава вт6 |