RU2350442C2 - Способ получения износостойких покрытий - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано для получения износостойких покрытий на металлах с помощью энергии взрыва при изготовлении систем противоскольжения, тормозных устройств и т.п. Сварку взрывом пластины из титана со стальной пластиной осуществляют на режимах, обеспечивающих амплитуду волн в зоне соединения металлов, равную 0,18-0,37 мм. Процесс ведут при скорости соударения свариваемых пластин, равной 440-650 м/с, и строго регламентированной скорости детонации взрывчатого вещества. Сваренную заготовку нагревают до температуры 900-950°С и выдерживают при этой температуре в вакуумной печи 10-14 часов до образования в сформированной при сварке взрывом волнообразной зоне соединения титана и стали высокотвердой интерметаллидной диффузионной прослойки толщиной 160-300 мкм. После охлаждения заготовки вместе с печью ее дополнительно нагревают до температуры 930-950°С и выдерживают при этой температуре 3-8 минут. Затем охлаждают заготовку в воде для отделения титана от стали по диффузионной прослойке с формированием при этом на титане и стали высокотвердых износостойких покрытий с регулярной волнообразной поверхностью. Способ обеспечивает одновременное получение на титановой и стальной пластинах износостойких интерметаллидных покрытий с регулярной волнообразной поверхностью с заданной амплитудой шероховатостей поверхности. 1 табл.

Description

Изобретение относится к технологии получения износостойких покрытий на металлах с помощью энергии взрывчатых веществ (ВВ) и может быть использовано при изготовлении систем противоскольжения, тормозных устройств и т.п.

Известен способ получения композиционного материала титан-железо, при котором предварительно составляют многослойный пакет из чередующихся пластин железа и титана с заданным соотношением толщин, сваркой взрывом, отжигом и последующей прокаткой получают композиционный многослойный тонколистовой материал железо-титан с соотношением толщин слоев 1:(2-4) при толщине слоя железа 8-15 мкм, после чего осуществляют дополнительный отжиг при температуре 800-900°С и выдержке 1-4 ч. Данным способом получают детали, предназначенные для работы при повышенных температурах. Помимо повышения жаропрочности в процессе операции отжига повышается также твердость и износостойкость поверхности материала. (Патент РФ №2003446, МПК 5 В23К 20/08; В23К 20/04, опубл. 30.11.93, Бюл. №43-44).

Данный способ имеет невысокий технический уровень, что обусловлено диффузией железа и титана на всю толщину металлических слоев, что приводит к существенному повышению хрупкости материала, снижению стойкости к разрушению при изгибающих нагрузках, что весьма ограничивает технологические возможности использования данного способа при создании пар трения.

Наиболее близким по техническому уровню и достигаемому результату является способ получения плоских теплозащитных элементов с одно- и двусторонними интерметаллидными покрытиями на металлических поверхностях, в том числе на титане и стали. Технология предусматривает одно- и двустороннее плакирование сваркой взрывом основного слоя металла другим металлом, высокотемпературную диффузионную термическую обработку сваренных взрывом двух- и трехслойных заготовок для формирования на границах раздела интерметаллидных слоев заданной толщины, а также удаление, например, травлением или иным способом оставшихся после термической обработки поверхностных слоев металла. Полученные по этому способу покрытия помимо высоких теплозащитных свойств обладают высокой твердостью и износостойкостью. (Трыков Ю.П., Писарев С.П. Изготовление теплообменных композиционных элементов с помощью взрывных технологий / Сварочное производство. - 1998, №6, с.34-35 - прототип).

Данный способ имеет невысокий технический уровень, что обусловлено наличием в технологическом процессе весьма трудоемкой операции удаления металла с поверхности интерметаллидного слоя. Метод травления применим лишь к металлам с повышенной химической активностью, а при удалении поверхностного металлического слоя механической обработкой, например шлифованием, на поверхности наблюдаются остатки металлического слоя с пониженной твердостью, кроме того, поверхность изделия с покрытием получается гладкой, неразвитой, что ограничивает технологические возможности применения данного способа в тормозных системах, системах противоскольжения и т.п.

В связи с этим важнейшей задачей является создание нового способа одновременного нанесения износостойких покрытий на титановой и стальной пластинах по новой технологической схеме формирования структуры в зоне сварки титана со сталью с последующим разделением сваренных заготовок с получением при этом на титане и стали высокотвердых износостойких покрытий с регулярной волнообразной поверхностью.

Техническим результатом заявленного способа является создание новой технологии, обеспечивающей с помощью энергии взрывчатых веществ и последующих термических воздействий на сваренную заготовку одновременное получение на титановой и стальной пластинах износостойких интерметаллидных покрытий с регулярной волнообразной поверхностью с заданной амплитудой шероховатостей поверхности, что позволяет создавать из полученных материалов высокоэффективные тормозные системы, системы противоскольжения и т.п.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе получения износостойких покрытий, при котором осуществляют сварку взрывом пластин титана и стали, а затем проводят высокотемпературную диффузионную термическую обработку сваренной заготовки для формирования на границах раздела металлов интерметаллидного слоя заданной толщины, согласно изобретению сварку взрывом пластины из титана со стальной пластиной осуществляют на режимах, обеспечивающих амплитуду волн А в зоне соединения металлов, равную 0,18-0,37 мм, при этом процесс ведут при скорости соударения свариваемых пластин, равной 440-650 м/с, и скорости детонации взрывчатого вещества, определяемой из соотношения:

где δ₁ и ρ₁ - толщина и плотность метаемой пластины, соответственно,

δ₂ и ρ₂ - неподвижной, V_c - скорость соударения пластин, D - скорость детонации взрывчатого вещества, затем сваренную заготовку нагревают до температуры 900-950°С и выдерживают при этой температуре в вакуумной печи 10-14 часов до образования в сформированной при сварке взрывом волнообразной зоне соединения титана и стали высокотвердой интерметаллидной диффузионной прослойки толщиной 160-300 мкм, после этого заготовку охлаждают вместе с печью, а затем нагревают до температуры 930-950°С, выдерживают при этой температуре 3-8 минут, а затем охлаждают в воде для отделения титана от стали по диффузионной прослойке с формированием при этом на титане и стали высокотвердых износостойких покрытий с регулярной волнообразной поверхностью.

Новый способ получения износостойких покрытий имеет существенные отличия по сравнению с прототипом как по методам формирования покрытий на металлических поверхностях, так и по совокупности технологических приемов и режимов их получения. Так предложено сварку взрывом пластины из титана со стальной пластиной осуществлять на режимах, обеспечивающих амплитуду волн в зоне соединения металлов, равную 0,18-0,37 мм, что обеспечивает необходимые начальные условия для формирования волнообразной поверхности получаемых покрытий. При амплитуде волн в зоне соединения металлов ниже нижнего предела величина шероховатости поверхности полученных покрытий оказывается недостаточной и способ не будет иметь явных преимуществ в сравнении с прототипом. При амплитуде волн выше верхнего предела в стадии разделения металлических пластин на их поверхностях могут возникать покрытия с недостаточно регулярной поверхностью.

Предложено процесс получения покрытия вести при скорости соударения свариваемых пластин, равной 440-650 м/с, и скорости детонации взрывчатого вещества, определяемой из соотношения:

где δ₁ и ρ₁ - толщина и плотность метаемой пластины, соответственно,

δ₂ и ρ₂ - неподвижной, V_c - скорость соударения пластин, D - скорость детонации взрывчатого вещества, что обеспечивает надежную сварку взрывом титана со сталью и формирует при этом волнообразную зону соединения металлов с заданной амплитудой волн. При скорости соударения свариваемых пластин ниже нижнего предела и при выборе заряда взрывчатого вещества не в соответствии с предложенным соотношением амплитуда волн в зоне соединения оказывается недостаточной и получаемые покрытия не будут обладать достаточно развитой поверхностью. При скорости соударения свариваемых пластин выше верхнего предела и выборе заряда взрывчатого вещества не в соответствии с предложенным соотношением амплитуда волн в зоне соединения оказывается избыточной и получаемые покрытия не будут обладать регулярной волнообразной поверхностью.

Предложено сваренную заготовку нагревать до температуры 900-950°С и выдерживать при этой температуре в вакуумной печи 10-14 часов до образования в сформированной при сварке взрывом волнообразной зоне соединения титана и стали высокотвердой интерметаллидной диффузионной прослойки толщиной 160-300 мкм, после этого заготовку предложено охлаждать вместе с печью, что формирует материал будущего покрытия на титане и стали с необходимой толщиной, твердостью и износостойкостью. При температуре нагрева и времени выдержки ниже нижнего предлагаемого предела толщина интерметаллидной диффузионной прослойки в зоне соединения металлов оказывается меньше, чем 160 мкм, что при последующей операции разделения металлов приводит к формированию на них покрытий недостаточной толщины, а также приводит к снижению ресурса работы таких материалов в парах трения и системах противоскольжения. При температуре нагрева и времени выдержки сваренной заготовки выше верхнего предела толщина высокотвердой интерметаллидной диффузионной прослойки оказывается избыточной, то есть больше 300 мкм, что при разделении сваренных заготовок приводит к формированию покрытий на металлах с недостаточно регулярной волнообразной поверхностью, а это сужает возможные области применения получаемых изделий. Нагрев сваренной заготовки в вакуумной печи позволяет защитить обрабатываемый материал от насыщения газами, что способствует получению качественных изделий.

Предложено после операций формирования высокотвердой интерметаллидной диффузионной прослойки в зоне соединения металлов нагревать заготовку до температуры 930-950°С, выдерживать при этой температуре 3-8 минут, а затем охлаждать в воде для отделения титана от стали по диффузионной прослойке с формированием при этом на титане и стали высокотвердых износостойких покрытий с регулярной волнообразной поверхностью. При температуре нагрева ниже нижнего предлагаемого предела 930°С при последующем охлаждении в воде в ряде случаев происходит лишь частичное расслоение металлов и операция разделения оказывается малоэффективной. Температура нагрева выше 950°С оказывается избыточной, так как не приводит к повышению эффективности процесса разделения металлов, и такой нагрев оказывается экономически нецелесообразным. Выдержка в интервале температур 930-950°С в течение 3-8 минут способствует выравниванию температуры по всему объему сваренной заготовки, что способствует надежному разделению металлов при охлаждении в воде. При времени выдержки менее 3 минут возможно неполное разделение сваренных заготовок при последующем охлаждении в воде. Время выдержки более 8 минут является нежелательным, так как способствует нежелательному окислению металлов и ухудшению свойств изделий.

Предложено охлаждение сваренных заготовок для их разделения производить в воде, что способствует возникновению в зоне соединения металлов внутренних напряжений необходимого уровня, что приводит к надежному разделению сваренных заготовок по интерметаллидной прослойке с формированием при этом на титане и стали высокотвердых износостойких покрытий с регулярной волнообразной поверхностью.

При разделении титана и стали на поверхности титана формируется интерметаллидное покрытие с толщиной, составляющей примерно 67% средней толщины диффузионной интерметаллидной прослойки, а на стальной пластине - 33%.

Предлагаемый способ получения износостойких покрытий осуществляется в следующей последовательности. Берут предварительно очищенные от окислов и загрязнений пластины из титана и стали необходимой толщины, выбирают амплитуду волн, которую надо получить при сварке взрывом в зоне соединения металлов из предлагаемого диапазона: А=0,18-0,37 мм. При этом исходят из того, что амплитуда шероховатостей (неровностей) на поверхностях металлов с полученными по предлагаемому способу интерметаллидными покрытиями примерно равна удвоенной амплитуде волн, т.е. Н_ш=2А; выбирают необходимый уровень скорости соударения свариваемых пластин из предлагаемого диапазона: V_c=450-650 м/с, а затем определяют скорость детонации взрывчатого вещества D из соотношения:

где δ₁ и ρ₁ - толщина и плотность метаемой пластины, соответственно,

δ₂ и ρ₂ - неподвижной.

Далее по известным методикам выбирают тип взрывчатого вещества, высоту заряда Н_вв, величину сварочного зазора h. Собирают пакет под сварку взрывом из пластин титана и стали с выбранным сварочным зазором h и укладывают его на основание, размещенное на грунте. Для уменьшения краевых эффектов с помощью специальных приспособлений к боковым кромкам по всему периметру верхней метаемой пластины пристыковывают защитные экраны в виде стальных полос, имеющих такую же удельную массу (произведение толщины на плотность), как у метаемой пластины. На поверхность пакета и экранов укладывают защитную прослойку из высокоэластичного материала, например резины, защищающую поверхность верхней метаемой пластины от повреждений, а на ее поверхности располагают заряд взрывчатого вещества. Сварку взрывом осуществляют с инициированием процесса детонации в заряде взрывчатого вещества с помощью электродетонатора.

Затем сваренную заготовку нагревают до температуры 900-950°С и выдерживают при этой температуре в вакуумной печи в течение 10-14 часов до образования в сформированной при сварке взрывом волнообразной зоне соединения титана и стали высокотвердой интерметаллидной диффузионной прослойки толщиной 160-300 мкм. После этого заготовку охлаждают вместе с печью, а затем нагревают до температуры 930-950°С, выдерживают при этой температуре 3-8 минут, а затем охлаждают в воде, что приводит к отделению титана от стали по диффузионной прослойке с формированием при этом на титане и стали высокотвердых износостойких покрытий с регулярной волнообразной поверхностью.

В результате получают сразу две пластины - из титана и стали с твердыми износостойкими интерметаллидными покрытиями с регулярными волнообразными поверхностями. Толщина покрытия на титановой пластине составляет примерно 67% средней толщины диффузионной интерметаллидной прослойки, а на стальной пластине - 33%. Высота неровностей (шероховатостей) на титане и стали примерно равна удвоенной амплитуде волн и составляет Н_ш=2А, среднее расстояние между смежными выступами шероховатостей В примерно равно (2-2,5)Н_ш.

Пример 1 (см. также таблицу).

Берут предварительно очищенные от окислов и загрязнений пластины из титана ВТ1-0 и стали 08. Толщина титановой пластины δ₁=8 мм, длина - 220 мм, ширина - 160 мм, плотность титана ρ₁=4,5 г/см, удельная масса М_Ti=δ₁·ρ₁=0,8·4,5=3,6 г/см². Толщина стальной пластины δ₂=8 мм, длина - 220 мм, ширина - 160 мм, плотность стали ρ₂=7,8 г/см³. Необходимо получить интерметаллидные покрытия на обоих металлических пластинах со средней амплитудой шероховатостей Н_ш=0,74 мм. В соответствии с этим необходимая амплитуда волн в зоне соединения металлов A=0,37 мм, то есть А=0,5H_ш. Исходя из опыта сварки взрывом титана со сталью, в качестве метаемой пластины используют пластину титана. Скорость соударения свариваемых пластин выбрана равной V_c=440 м/с. Скорость детонации взрывчатого вещества D выбирают на ЭВМ с учетом заданной амплитуды волн А в зоне соединения, скорости соударения свариваемых пластин V_c, толщины и плотности метаемой титановой пластины δ₁, ρ₁ и неподвижной стальной пластины - δ₂ и ρ₂ из соотношения:

В данном примере определенная из данного уравнения скорость детонации D=2070 м/с.Такой скоростью детонации обладает заряд из смеси аммонита 6ЖВ с аммиачной селитрой в соотношении 1:3, высота заряда Н_вв=50 мм, сварочный зазор h, при котором обеспечивается выбранная скорость соударения свариваемых пластин, h=12 мм. Собирают пакет под сварку взрывом со сварочным зазором h=12 мм и укладывают его на основание из древесно-стружечной плиты, размещенное на песчаном грунте. Длина основания - 220 мм, ширина -160 мм, толщина - 18 мм. К боковым кромкам по всему периметру верхней метаемой титановой пластины с помощью специальных приспособлений пристыковывают защитные экраны в виде полос из стали Ст3 шириной 30 мм с примерно такой же удельной массой, как у титановой пластины. Плотность стали Ст 37,8 г/ см³, толщина h_э=4,5 мм. На поверхность пакета и экранов укладывают защитную прослойку толщиной 2 мм из высокоэластичного материала - резины, защищающую поверхность метаемой титановой пластины от повреждений продуктами детонации взрывчатого вещества, а на ее поверхности располагают контейнер с зарядом порошкообразного взрывчатого вещества. Длина контейнера - 280 мм, ширина - 220 мм, высота контейнера соответствует высоте заряда взрывчатого вещества Н_вв=50 мм. Сварку взрывом осуществляют инициированием процесса детонации в заряде взрывчатого вещества с помощью электродетонатора. После сварки взрывом заготовку нагревали до температуры t₁=900°C и выдерживали при этой температуре в вакуумной печи при давлении печных газов Р=1,3·10^-3-1,3·10^-2 Па в течение τ=10 часов, что обеспечивает образование в сформированной при сварке взрывом волнообразной зоне соединения титана и стали высокотвердой интерметаллидной диффузионной прослойки толщиной δ_пр=60 мкм, после этого заготовку охлаждали вместе с печью, а затем нагревали до температуры t₂=950°C в электропечи, выдерживали при этой температуре в течение τ₂=3 минут, а затем охлаждали в воде, что привело к отделению титана от стали по диффузионной прослойке с формированием при этом на титане и стали высокотвердых износостойких покрытий с регулярной волнообразной поверхностью. При этом средняя толщина покрытия на титановой пластине Т_Ti=0,1 мм, на стальной Т_ст=0,05 мм. Высота неровностей на титане и стали примерно равна удвоенной амплитуде волн в зоне соединения и составляет Н_Ш=0,74 мм, среднее расстояние между смежными выступами шероховатостей B=1,85 мм, что составляет 2,5 Н_Ш.

Пример 2 (см. также таблицу).

То же, что в примере 1, но внесены следующие изменения. Толщина метаемой титановой пластины δ₁=4 мм, ее удельная масса 1,8 г/см², толщина неподвижной стальной пластины δ₂=4 мм, требуемая амплитуда шероховатостей поверхностей покрытий Н_Ш=0,54 мм, соответственно необходимая амплитуда волн в зоне соединения А=0,27 мм, скорость соударения свариваемых пластин V_С=500 м/с, скорость детонации заряда взрывчатого вещества D=1970 м/с. Состав взрывчатого вещества - смесь аммонита 6ЖВ с аммиачной селитрой в соотношении 1:4. Высота заряда взрывчатого вещества Н_ВВ=60 мм, величина сварочного зазора h=3,2 мм. Толщина стальных защитных экранов п_э=2,3 мм.

После сварки взрывом заготовку нагревали до температуры t₁=925°C и выдерживали при этой температуре в вакуумной печи в течение τ₁=12 часов, что обеспечило получение высокотвердой интерметаллидной износостойкой прослойки толщиной δ_пр=0,2 мм. Температура нагрева заготовки t₂=940°С, время выдержки τ₂=5 минут.

В результате получили высокотвердое износостойкое покрытие на титановой пластине со средней толщиной Т_Ti=0,13 мм, на стальной - Т_ст=0,07 мм. Средняя высота неровностей на титане и стали Н_Ш=0,54 мм, среднее расстояние между смежными выступами шероховатостей В=1,35 мм.

Пример 3 (см. также таблицу).

То же, что в примере 1, но внесены следующие изменения. Толщина метаемой титановой пластины δ₁=2 мм, ее удельная масса 0,9 г/см². Толщина неподвижной стальной пластины δ₂=2 мм, требуемая амплитуда шероховатостей Н_ш=0,36 мм, соответственно необходимая амплитуда волн в зоне соединения металлов A=0,18 мм, скорость соударения V_C=650 м/с, D=2190 м/с, Н_вв=60 мм, сварочный зазор h=2 мм, h_Э=1 мм.

Температура нагрева t₁=950°C, время выдержки τ_i=14 часов, что обеспечило получение высокотвердой интерметаллидной прослойки толщиной δ_пр=0,3 мм. Температура нагрева t₂=30°С, время выдержки τ₂=8 минут.

Таблица
Номер при мера	Способ получения покрытий	Параметры пластин для нанесения покрытий, необходимая амплитуда волн в зоне соединения	Режимы сварки взрывом	Режимы получения диффузионной прослойки, ее толщина	Режимы разделения сваренной заготовки	Результаты получения износостойких покрытий
1	Предлагаемый способ	Метаемая пластина из титана ВТ 1-0: толщина δ1=8 мм, плотность ρ1=4,5 г/см3; неподвижная пластина из стали 08: толщина δ2=8 мм, плотность ρ2=7,8 г/см3; требуемая амплитуда волн А=0,37 мм.	Скорость соударения пластин Vc=440 м/с. Рассчитанное значение скорости детонации ВВ D=2070 м/с. Состав ВВ: смесь аммонита 6ЖВ с аммиачной селитрой в соотношении 1:3, высота заряда НВВ=50 мм, сварочный зазор между пластинами h=12 мм.	Температура t1=900°С; время выдержки τ1=10 час.; толщина прослойки δпр=0,16 мм, давление газа в вакуумной печи Р=1,3·10-3-1,3·10-2 Па.	Температура t2=950°С; время выдержки τ2=3 мин; среда охлаждения - вода.	После разделения сваренных взрывом пластин на поверхностях титана и стали получены твердые износостойкие интерметаллидные покрытия с развитой регулярной волнообразной поверхностью. Средняя толщина покрытия на стальной пластине Тст=0,05 мм, на титановой - ТTi≈0,1 мм. Высота неровностей на титане и стали Нш примерно равна удвоенной амплитуде волн А и составляет 0,74 мм. Среднее расстояние между смежными выступами В=1,85 мм, что составляет 2,5 Нш. Пластины с покрытиями весьма эффективны в тормозных системах и системах противоскольжения.
2	Предлагаемый способ	То же, что в примере 1, но толщина метаемой пластины δ1=4 мм; толщина неподвижной пластины δ2=4 мм; А=0,27 мм	Vc=500 м/с. D=1970 м/с. Состав ВВ: смесь аммонита 6ЖВ с аммиачной селитрой в соотношении 1:4, Нвв=60 мм, h=3,2 мм.	Температура t1=925°С; время выдержки t1=12 час; δпр=0,2 мм, P=1,3·10-3-1,3·10-2Па.	Температура t2=940°С; время выдержки τ2=5 мин; среда охлаждения - вода.	То же, что в примере 1, но толщина ТСТ=0,07 мм, ТTi≈0,13 мм; высота неровностей на поверхностях титана и стали НШ=0,54 мм; среднее расстояние между смежными выступами шероховатостей В=1,35 мм.

Продолжение таблицы
Номер при мера	Способ получения покрытий	Параметры пластин для нанесения покрытий, необходимая амплитуда волн в зоне соединения	Режимы сварки взрывом	Режимы получения диффузионной прослойки, ее толщина	Режимы разделения сваренной заготовки	Результаты получения износостойких покрытий
3	Предлагаемый способ	То же, что в примере 1, но толщина метаемой пластины δ1=2 мм; толщина неподвижной пластины δ2=2 мм; Требуемая амплитуда волн A=0,18 мм	Vc=650 м/с. D=2190 м/с. Состав ВВ тот же, что в примере 1, высота заряда НВВ=60 мм, сварочный зазор h=3,2 мм.	Температура t1=950°С; время выдержки τ1=14 час; толщина прослойки δпр=0,3 мм, P=1,3·10-3-1,3·10-2 Па.	Температура t2=930°С; время выдержки τ2=8 мин; среда охлаждения - вода.	То же, что в примере 1, но толщина покрытия на стали Тст=0,1 мм, на титане TTi≈0,2 мм; высота неровностей на поверхностях титана и стали Нш=0,54 мм; В=0,9 мм.
4	Прототип	Метаемая пластина из стали 08 толщиной 2 мм; Неподвижная пластина из титана ВТ1-0 толщиной 5 мм.	Режимы сварки оптимальные для соединения металлов: Vc=540 м/с. D=2280 м/с. Состав ВВ: смесь аммонита 6ЖВ с аммиачной селитрой в соотношении 1:2, НВВ=40 мм, h=3 мм.	Температура t1=950°С; время выдержки t1=14 час; толщина прослойки δпр=0,3 мм, Р=1,3·10-3-1,3·10-2 Па.	Стальную прослойку с поверхности интерметаллидного слоя на титановой пластине удаляли абразивной обработкой на плоскошлифовальном станке.	На поверхности титановой пластины получено твердое износостойкое интерметаллидное покрытие толщиной 0,2-0,25 мм с гладкой, неразвитой поверхностью. На поверхности интерметаллидного слоя обнаруживаются локальные участки из стали 08 с пониженной твердостью. Остатки стального слоя локализованы в углублениях интерметаллидного покрытия.

В результате получили высокотвердое износостойкое интерметаллидное покрытие на титановой пластине со средней толщиной Т_Ti=0,2 мм, а на стальной - Т_ст=0,1 мм. Средняя высота неровностей (шероховатостей) на титане и стали Н_Ш=0,36 мм, среднее расстояние δ=0,9 мм.

При получении износостойкого покрытия по прототипу (см. также таблицу, пример 4) на поверхности титановой пластины получено износостойкое интерметаллидное покрытие толщиной 0,25-0,25 мм с гладкой неразвитой поверхностью. На поверхности интерметаллидного слоя обнаруживаются локальные участки из стали 08 с пониженной твердостью. Остатки стального слоя локализованы в углублениях интерметаллидного покрытия.

Claims (1)

1. Способ получения износостойких покрытий, при котором осуществляют сварку взрывом пластин титана и стали, а затем проводят высокотемпературную термическую обработку сваренной заготовки для формирования на границе раздела металлов интерметаллидной диффузионной прослойки заданной толщины, отличающийся тем, что сварку осуществляют на режимах, обеспечивающих амплитуду А волн в зоне соединения металлов, равную 0,18-0,37 мм, при этом процесс ведут при скорости соударения V_c свариваемых пластин, равной 440-650 м/с, и скорости детонации D взрывчатого вещества, определяемой из соотношения
   

   

   
   где δ₁ и ρ₁ - толщина и плотность метаемой пластины соответственно, δ₂ и ρ₂ - толщина и плотность неподвижной пластины, термическую обработку сваренной заготовки осуществляют путем нагрева до температуры 900-950°С и выдержки при этой температуре в вакуумной печи 10-14 ч до получения в сформированной при сварке взрывом волнообразной зоне соединения титана и стали интерметаллидной диффузионной прослойки толщиной 160-300 мкм, после чего заготовку охлаждают вместе с печью, а затем осуществляют дополнительный нагрев до температуры 930-950°С, выдержку при этой температуре 3-8 мин и охлаждают заготовку в воде для отделения пластин титана от стали по диффузионной прослойке с формированием при этом на пластинах титана и стали высокотвердых износостойких покрытий с регулярной волнообразной поверхностью.