Способ микродугового оксидирования прутков из титановой проволоки для выполнения износостойких наплавок

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для микродугового оксидирования (МДО) сварочной проволоки из титановых сплавов, применяемой при изготовлении изделий судовой арматуры и механизмов, изделий химического машиностроения и др. Способ МДО прутков из титановой проволоки марки ВТ6св для износостойкой наплавки изделий из титановых сплавов, работающих длительное время при жестких режимах циклического нагружения, включает электролитический процесс, протекающий при напряжении 290÷310 В, при этом МДО выполняют в водном электролите с раствором Na3PO4 с концентрацией 14 г/л, рН 10,5÷11 при температуре 20°C в течение (150±10) минут. Техническим результатом изобретения является разработка способа МДО титанового сплава для износостойких наплавок, позволяющего обеспечить повышение твердости наплавленного металла до 500÷540 кгс/мм2. 1 табл.

 

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 ГОСТ 27265-87, 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, что является трудоемкой и дорогостоящей операцией. По этой технологии в настоящее время приготавливается практически весь наплавочный материал.

С целью снижения трудоемкости и стоимости изготовления в настоящем изобретении предлагается для оксидирования сварочной проволоки использовать метод микродугового оксидирования, который полностью исключает необходимость выполнения операции дегазации.

Наиболее близким техническим решением и принятым нами за прототип является «Способ микродугового оксидирования присадочных прутков из титанового сплава для антифрикционной наплавки», включающий микродуговое оксидирование сварочной проволоки ВТ6св вначале в растворе 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 растворе 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, предложенный ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей» (патент № 2483146 от 27.05.2013.).

Недостатком данного метода является то, что при выполнении наплавки твердость наплавленного металла не превышает 450÷480 кгс/мм2. Наплавки с такой твердостью имеют ограниченный ресурс работы, особенно при жестких режимах циклического нагружения. Для повышения ресурса работы титановой арматуры необходимо увеличение твердости наплавленного металла.

Техническим результатом изобретения является разработка режимов микродугового оксидирования прутков из титановой проволоки для износостойких наплавок, позволяющего обеспечить повышение твердости наплавленного металла до 500÷540 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 с раствором Na3PO4 с концентрацией 14 г/л, рН 10,5÷11,0 при напряжении 290÷310 В, при температуре 20°С в течение (150±10) минут.

В лабораторных условиях была взята сварочная проволока из титанового сплава марки ВТ6св по ГОСТ 27265-87 (Ti-основа, Al-4%, V-3%) и приготовлены электролит: раствор фосфата натрия Na3PO4 с концентрацией 14,0 г/л. После чего было проведено нанесение покрытий в растворе Na3PO4 при напряжении 290 В, 300 В, 310 В в течение 140 мин, 150 мин и 160 мин при температуре 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 500÷540 кгс/мм2.

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 металла уплотнительных поверхностей арматуры.

Способ микродугового оксидирования прутков из титановой проволоки марки ВТ6св для износостойкой наплавки изделий из титановых сплавов, работающих длительное время при жестких режимах циклического нагружения, включающий проведение электролитического процесса при напряжении 290÷310 В, отличающийся тем, что оксидирование выполняют в водном электролите с раствором Na3PO4 с концентрацией 14 г/л, рН 10,5÷11 при температуре 20°C в течение (150±10) минут.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии изготовления тонких слоев силиката висмута, которые обладают высокой диэлектрической постоянной и могут найти применение для создания диэлектрических слоев на токопроводящих поверхностях, используемых в качестве фоторефрактивного материала в устройствах записи и обработки информации, в тонкопленочных конденсаторах.

Способ относится к технологии изготовления сегнетоэлектрических покрытий на токопроводящих поверхностях, в частности тонких слоев титаната висмута на титане, и может быть использовано при создании диэлектрических слоев в качестве фоторефрактивного материала в устройствах записи и обработки информации, в тонкопленочных конденсаторах, при изготовлении пьезоэлектрической керамики и т.д.

Изобретение относится к технологии нанесения покрытий на имплантаты из различных сплавов титана для травматолого-ортопедических, нейрохирургических, челюстно-лицевых и стоматологических операций.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для создания фотокаталитических устройств. Способ включает изготовление детали из спеченного порошка сплава титан-алюминий с размерами гранул 1-10 мкм, промывку детали в этаноле, сушку, промывку в дистиллированной воде, сушку при температуре 80-90°С, формирование нанопористого оксида на поверхности детали анодированием, при этом анодирование проводят в этиленгликоле с добавкой 0,25 % NH4F при комнатной температуре и постоянном напряжении U=60В и термообрабатывают в воздухе при температуре 800-820°С в течение 30-40 мин.

Изобретение относится к титановым лопаткам большого размера последних ступеней паротурбинных двигателей. Лопатка содержит сплав на основе титана и имеет переднюю кромку, включающую оксид титана, содержащий поры и верхний герметизирующий слой, заполняющий поры, выбранный из группы, состоящей из хрома, кобальта, никеля, полиимида, политетрафторэтилена и сложного полиэфира.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в приборостроении и медицине. Способ упрочнения изделий из титана и его сплавов с максимальным линейным размером от 0,8 до 1,4 мм включает упрочнение изделий в процессе формирования оксидного покрытия методом микродугового оксидирования продолжительностью от 20 до 30 минут в анодном режиме при постоянной плотности тока (1-2)×103 А/м2 в щелочном электролите на основе гидроксида натрия или алюмината натрия.
Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для изготовления материалов, содержащих пленочные структуры с новыми электрическими, магнитными и оптическими характеристиками, в частности, для получения имплантатов, обладающих электретными свойствами.
Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в промышленности для формирования тонких слоев защитно-декоративных покрытий нитрида титана на поверхностях из титана и его сплавов.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для увеличения удельной поверхности деталей из сплавов устройств различной функциональности, в частности, при создании каталитически активных устройств.
Изобретение относится к области медицинской техники, в частности к биологически совместимым покрытиям на имплантате, обладающим свойствами остеоинтеграции, и может быть использовано в стоматологии, травматологии и ортопедии при изготовлении высоконагруженных костных имплантатов из конструкционных материалов.

Изобретение относится к области электрохимии, в частности к технологии получения пористого покрытия, представляющего собой высокоупорядоченный массив нанотрубок диоксида титана, и может быть использовано в устройствах для очистки воды и воздуха от органических соединений, в производстве комплексов промышленной экологии, а также в устройствах для выработки водорода. Способ получения покрытий, синтезируемых методом анодного окисления в водном растворе органического электролита на основе этиленгликоля, включает предварительный этап очистки поверхности титана, дополнительно включающий полирование поверхности, а анодное окисление поверхности титана проводят в потенциодинамическом режиме при наложении переменной составляющей потенциала синусоидальной формы амплитудой 1-10 В с частотой 1 Гц - 10 кГц на постоянную составляющую потенциала величиной 30-80 В. Технический результат: увеличение толщины нанопористого покрытия в 1,2-1,4 раза, повышение степени упорядоченности массива нанотрубок, твердости покрытия, стойкости к истиранию и прочности на изгиб. 2 ил.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано при изготовлении имплантатов. Способ формирования нанопористого оксида на поверхности имплантата из порошкового ниобия, включающий обработку в ультразвуковой ванне последовательно в ацетоне и этаноле, промывку в дистиллированной воде, сушку на воздухе и анодирование в водном растворе 1М H2SO4+1% HF в гальваностатическом режиме при плотности тока 0.01 А/дм2 в течение одного часа. Технический результат: увеличение удельной поверхности покрытия, повышение смачиваемости покрытия водой и физиологическим раствором и сохранение высокой коррозионной стойкости имплантата в биосредах. 3 пр., 2 ил.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано при изготовлении имплантатов, катализаторов и фильтрующих элементов. Способ включает обработку изделий из порошкового губчатого титана в ультразвуковой ванне последовательно в этаноле и воде по 10-12 минут, затем сушку при 90°C и анодирование во фторсодержащем растворе серной кислоты в течение 30-60 минут с последующей отмывкой в воде и сушкой при 90°C. Технический результат: увеличение удельной поверхности изделия, придание поверхности изделия гидрофильных свойств, при этом способ не требует привлечения сложного оборудования и больших энергозатрат. 2 ил., 2 пр.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для микродугового оксидирования сварочной проволоки из титановых сплавов, применяемой при изготовлении изделий судовой арматуры и механизмов, изделий химического машиностроения и др. Способ МДО прутков из титановой проволоки марки ВТ6св для износостойкой наплавки изделий из титановых сплавов, работающих длительное время при жестких режимах циклического нагружения, включает электролитический процесс, протекающий при напряжении 290÷310 В, при этом МДО выполняют в водном электролите с раствором Na3PO4 с концентрацией 14 гл, рН 10,5÷11 при температуре 20°C в течение минут. Техническим результатом изобретения является разработка способа МДО титанового сплава для износостойких наплавок, позволяющего обеспечить повышение твердости наплавленного металла до 500÷540 кгсмм2. 1 табл.

Наверх