RU2081201C1 - Способ обработки изделий из титановых деформированных сплавов - Google Patents
Способ обработки изделий из титановых деформированных сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2081201C1 RU2081201C1 RU93055044A RU93055044A RU2081201C1 RU 2081201 C1 RU2081201 C1 RU 2081201C1 RU 93055044 A RU93055044 A RU 93055044A RU 93055044 A RU93055044 A RU 93055044A RU 2081201 C1 RU2081201 C1 RU 2081201C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carried out
- aging
- vacuum annealing
- vacuum
- machining
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, в частности, к комплексной термической, вакуумной и химико-термической обработке деталей из технического титана и двухфазных титановых сплавов и может найти применение в ювелирной промышленности, а также в приборостроении и космической технике. Техническим эффектом от реализации настоящего изобретения является повышение качества декоративных и оптических характеристик, улучшение технологичности и повышение коррозионной стойкости изделий из титановых сплавов. Одновременно снижается деформация изделий и уменьшается трудоемкость обработки. Предложенный способ предусматривает следующие операции, осуществляемые в следующей последовательности: механическую обработку, вакуумный отжиг при температуре 0,7-0,8 от температуры плавления в течение 15-30 мин с регламентированными скоростями нагрева и охлаждения и старения в окислительной среде с получением текстурованной поверхности изделий. Механическую обработку проводят при классе чистоты и шероховатости поверхности Ra=0,06-1,8 мкм. Вакуумный отжиг проводят при разряжении 10-4-10-6 мм рт ст. В процессе осуществления способа все изделие или его часть могут быть подвергнуты какой-либо другой дополнительной обработке: на изделие может быть нанесено декоративное керамическое покрытие, либо изделие или его часть подвергают химическому или электрохимическому травлению. На все изделие или его часть может быть нанесен рельеф, например, шликерным красителем или лазером. 22 з.п. ф-лы. 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности, к комплексной термической, вакуумной и химико-термической обработке деталей из технического титана и двухфазных титановых сплавов и может найти применение в ювелирной промышленности, а также в приборостроении и космической технике.
Наиболее близким способом к предложенному является способ обработки титановых сплавов. Способ предусматривает насыщение титанового сплава водородом, последующий вакуумный отжиг при 700-1000oC, горячую механическую обработку и последующее старение. Способ позволяет получить равноосную микроструктуру титановых сплавов.
К недостаткам известного способа можно отнести сложность осуществления, низкую технологичность, высокую трудоемкость, низкие терморадиационные свойства поверхности.
Техническим эффектом от реализации настоящего изобретения является повышение качества декоративных и оптических характеристик, улучшение технологичности и повышение коррозионной стойкости изделий из титановых сплавов. Одновременно снижается деформация изделий и уменьшается трудоемкость обработки.
Предложенный способ предусматривает следующие операции, осуществляемые в следующей последовательности: механическую обработку, вакуумный отжиг при температуре 0,7-0,8 от температуры плавления в течение 15-30 мин с регламентированными скоростями нагрева и охлаждения и старение в окислительной среде с получением текстурованной поверхности изделий. Механическую обработку проводят при классе чистоты и шероховатости поверхности Ra=0,06-1,8 мкм. Вакуумный отжиг проводят при разряжении 10-4-10-6 мм рт. ст. с полированием отдельных частей поверхности. Изделия в процессе вакуумного отжига размещают на поддонах из алюмооксидной вакуумплотной керамики ВК-94-1. Вакуумный отжиг проводят со скоростями нагрева 350-800oC и охлаждения 10-200oC С/мин. Старение может осуществляться на воздухе при 500-600oC или при остаточном давлении 120-510 мм рт.ст. с последующим охлаждением на воздухе или в электролитной плазме в течение 10-120 с. Для получения разнотонной поверхности старение проводят с перепадом температур в одной садке 50-100oC.
В процессе осуществления способа все изделие или его часть могут быть подвергнуты какой-либо другой дополнительной обработке: на изделие может быть нанесено декоративное керамическое покрытие, например, напылением нитрида титана, нитрида алюминия или нитрида циркония толщиной 1-3 мкм или газопламенным напылением оксида алюминия. Покрытие может быть нанесено в последнем случае перед вакуумным отжигом, но может быть нанесено и после старения. Изделие или его часть также может быть подвергнуто химическому или электрохимическому травлению. В первом случае травление проводят перед старением, а во втором после. На все изделие или его часть может быть нанесен рельеф, который можно нанести, например, перед вакуумным отжигом шликерным красителем или лазером после старения.
Изделие или его часть можно отгравировать, например, фрезерованием перед вакуумным отжигом или после старения. Если изделия изготовляют сварными, то сварку целесообразно проводить перед вакуумным отжигом.
Сущность и технологические особенности предложенного способа состоят в следующем: вакуумный нагрев в заданном интервале температур приводит к формированию рельефной и зернистой структуры по всем поверхностям изделий и украшений, приобретающих оригинальную нестандартную декоративную форму, которая дополняется последующими цветовыми оттенками при старении и напылении. Степень формирования зерен с различной отражательной способностью зависит от времени выдержки и температуры, а также равномерности, либо определенной направленности вакуумного нагрева излучением тепла от нагревателей, а цвет и насыщенность тонов определяется окислительной способности атмосферы старения, его температурой и длительностью. Этим же определяется стойкость цветовых пленок во влажных атмосферах. Напыление декоративного покрытия определяет яркость, износостойкость и коррозионную стойкость поверхности изделий в работе.
Процессы вакуумного отжига осуществляли в печах ОКБ-8085 и СГВ-2.4/15М1, окислительное старение на воздухе осуществляли в печи СНО-274./9М и вакуумных шкафах СНВЛ-4/3.5, напыление в ионной плазме нитридов алюминия проводили на установке "Мир-2".
Пример 1. Наборные пластины оформления офиса из титанового сплава ВТ-1, лист 0,8 мм нагревали в вакууме 10-4 мм рт.ст. при температуре 1350oC в течение 3 мин при скорости нагрева 800oC/час и охлаждали со скоростью 150oC/мин до 600oC, далее произвольно, все операции термообработки в вакууме проводили на подставке из керамики ВК-94-1. После охлаждения до комнатной температуры проводили фиксацию и окрашивание текстурованной поверхности окислительным нагревом при 500oC в течение 30 мин. Далее на текстурованной поверхности, имевшей золотисто-соломенный цвет с фиолетовым оттенком, гравировали цифровые и буквенные обозначения и покрывали поверхность термостойким лаком. В результате обработки получены изделия без термической деформации и поводки с высокими оптическими свойствами и классом отделки поверхности, сохраняющие блеск и чистоту поверхности в течение 1-5 лет. При ионно-плазменном напылении на поверхность слоя нитрида алюминия толщиной 1-3 мкм поверхность приобрела блестящую синеватую окраску поверх желтоватой основы, получаемой после старения. Получен эффект объемной окраски.
Пример 2. Кольца ювелирные диаметром 18-24 мм изготовляли из титанового сплава ВТ-14 и обрабатывали по предложенной технологии. Вначале механически обрабатывали по внутренней и внешней поверхности и отжигали в вакууме 10-6 мм рт. ст. при температуре 1270oC в течение 15 мин при скорости нагрева 350oC/ч и охлаждали со скоростью 10oC/мин. Полученную текстуру бисерную разнозернистость фиксировали нагревом на воздухе при 520oC, а затем напыляли нитрид титана при 350oC в вакууме слоем 2-3 мкм. В результате обработки получены изделия с блестящим под золото узором и весьма высокой коррозионной стойкостью, а также с лучшими оптическими характеристиками: коэффициент поглощения солнечного излучения 0,80-0,81 и степень черноты 0,1-0,12.
Пример 3. Силовой корпус с основанием из титанового сплава ВТ-1 обрабатывали по предложенному способу. Вакуумный отжиг проводили в вакууме 10-5 мм рт. ст. при температуре 1270oC в течение 20 мин, совмещен отжиг с пайкой магнитной системы. Полученную текстуру фиксировали нагревом в вакууме 300 мм рт. стю при 600oC c переносом на воздух и после получения поверхности фиолетового цвета покрывали корпус теплостойким лаком. В результате обработки получены изделия с оптимальными оптическими характеристиками, коэффициент поглощения солнечного излучения 0,64-0,65 и степень черноты 0,25-0,40. Одновременно снизились тепловая поводка по базовым поверхностям до 20-25 мкм.
При проведении опытов и производственных испытаний было показано, что характер и четкость, направление и оптические свойства, как и цветность, зависят от ряда технологических факторов, от степени развитости поверхности до предварительных операций деформации, зачистки и могут варьироваться в заданных пределах.
В таблице 1 приведены свойства поверхности титанового сплава ОТ-4-1 при изготовлении декоративных изделий по предложенному способу.
Таким образом, предложенный способ универсален и применим в нескольких областях техники и прикладного производства, не требует значительных энергетических затрат, осуществим в мелкосерийном производстве в условиях неспециализированных термических участков.
Claims (23)
1. Способ обработки изделий из деформированных титановых сплавов, включающий вакуумный отжиг, механическую обработку и старение, отличающийся тем, что механическую обработку проводят перед вакуумным отжигом, отжиг проводят при температуре 0,7 0,8 температуры плавления в течение 15 30 мин с регламентированными скоростями нагрева и охлаждения, а старение осуществляют в окислительной среде с получением текстурованной поверхности изделий.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что механическую обработку проводят при классе чистоты и шероховатости поверхности Ra 0,06 1,8 мкм.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вакуумный отжиг проводят при разрежении 10- 4 10- 6 мм рт.ст. с полированием отдельных частей поверхности.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что вакуумный отжиг проводят с размещением изделий на поддонах из алюмооксидной вакуумплотной керамики ВК-94-1.
5. Способ по 1, отличающийся тем, что вакуумный отжиг проводят со скоростями нагрева 350 800 град./ч и охлаждения 10 200 град./мин.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что старение проводят на воздухе при 500 600oС.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что старение проводят при остаточном давлении 120 510 мм рт.ст. и охлаждении на воздухе.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что старение проводят в электролитной плазме в течение 10 120 с.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что старение осуществляют с перепадом температур в одной садке 50 100oС для получения разнотонной поверхности.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что по крайней мере на часть изделия дополнительно наносят декоративное керамическое покрытие.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что покрытие наносят напылением нитрида титана, нитрида алюминия или нитрида циркония толщиной 1 3 мкм.
12. Способ по п.10, отличающийся тем, что покрытие наносят газопламенным напылением оксида алюминия перед вакуумным отжигом.
13. Способ по п.10, отличающийся тем, что покрытие наносят после старения.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно проводят травление по крайней мере части поверхности.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что проводят химическое травление перед старением.
16. Способ по п. 14, отличающийся тем, что проводят электрохимическое травление после старения.
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно наносят рельеф по крайней мере на часть поверхности.
18. Способ по п.17, отличающийся тем, что рельеф наносят перед вакуумным отжигом шликерным красителем.
19. Способ по п.17, отличающийся тем, что рельеф наносят лазером после старения.
20. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно проводят гравирование по крайней мере части поверхности.
21. Способ по п.20, отличающийся тем, что гравирование проводят фрезерованием перед вакуумным отжигом.
22. Способ по п.20, отличающийся тем, что гравирование проводят после старения.
23. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед вакуумным отжигом дополнительно проводят сварку изделий.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93055044A RU2081201C1 (ru) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | Способ обработки изделий из титановых деформированных сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93055044A RU2081201C1 (ru) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | Способ обработки изделий из титановых деформированных сплавов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93055044A RU93055044A (ru) | 1996-01-27 |
RU2081201C1 true RU2081201C1 (ru) | 1997-06-10 |
Family
ID=20150124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93055044A RU2081201C1 (ru) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | Способ обработки изделий из титановых деформированных сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2081201C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2576292C2 (ru) * | 2014-03-05 | 2016-02-27 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Способ обработки поверхности для повышения степени черноты |
-
1993
- 1993-12-10 RU RU93055044A patent/RU2081201C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент США N 108517, кл. C 22 C 14/00, 1992. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2576292C2 (ru) * | 2014-03-05 | 2016-02-27 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Способ обработки поверхности для повышения степени черноты |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4434189A (en) | Method and apparatus for coating substrates using a laser | |
TWI276704B (en) | Y2O3 spray-coated member and production method thereof | |
RU2081201C1 (ru) | Способ обработки изделий из титановых деформированных сплавов | |
CN114015992A (zh) | 一种适用于钛合金表面抗高温氧化隔热涂层及其制备方法 | |
KR20080105772A (ko) | 에칭을 이용한 고내식성 컬러 금속소재의 제조방법 | |
US2680085A (en) | Method of maintaining dimensional tolerances in partially enameled metal objects | |
JP2815643B2 (ja) | 疵が付き難く密着性の良好な着色チタン材とその製造方法 | |
JPS6021370A (ja) | カラ−ステンレス材の製造方法 | |
RU2145981C1 (ru) | Способ защиты поверхности слитков | |
JPS6213563A (ja) | ステンレス鋼の着色処理方法 | |
JPS6221865B2 (ru) | ||
US2179491A (en) | Deterioration resistant reflector | |
Kawata | Development of mass-production-type plasma chemical vapour deposition equipment and its application to various dies | |
CN107127250A (zh) | 用于超高强度钢热成型的由铝制造的快速原型冲压工具 | |
RU2176285C2 (ru) | Способ нанесения защитных покрытий на поверхность заготовок из титана и его сплавов | |
KR100445752B1 (ko) | 금속재의 크롬탄화물 피복방법 | |
KR100834183B1 (ko) | 도안이 형성된 고내식성 컬러 금속소재의 제조방법 | |
SU1203118A1 (ru) | Способ термической обработки стальных изделий | |
RU2052537C1 (ru) | Способ изготовления и термической обработки катодных элементов стационарных плазменных двигателей с рабочим каналом | |
RU1784655C (ru) | Способ получени покрытий из алюминида никел на поверхности деталей из жаропрочных сплавов | |
EP1336669B9 (en) | Process for providing a tortoise-shell chromatic effect to metallic substrates | |
SU1474182A1 (ru) | Способ термической обработки деталей с гальваническими никелевыми покрыти ми | |
KR880000640B1 (ko) | 알루미늄 판재에 P.T.F.E.(Polytetrafluoroethylene) 수지의 원스탭(one-step) 코팅방법 | |
JPS6260817A (ja) | 金属材料の酸化防止加熱方法 | |
RU2052539C1 (ru) | Способ получения декоративного покрытия на поверхности материалов и изделий |