ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 57
Скачиваний: 0
Инертный газ, защищающий от воздействия воздуха ванночку рас плавленного металла и все разогретые участки свариваемой детали, должен быть достаточно чистым. Это значит, что влажность защит ного газа не должна превышать 5%, а содержание в нем кислорода н азота вместе — 1 %.
Пластичность сварного шва можно значительно повысить неболь шими добавками некоторых тугоплавких элементов, например ре ния. При введении 0,05—0,1% рения угол загиба при испытании на пластичность сварного шва титанового сплава повышается в
2—3 раза [12].
Титановые сплавы ВТ4, ОТ4, ВТБ и ВТ6 удовлетворительно сва риваются аргоно-дуговой сваркой .плавлением в атмосфере нейтраль ных газов с присадкой технического титана ВТ1 и без нее. Предел прочности сварного соединения при этом составляет 90% прочности основного металла. После сварки для снятия напряжений и восста новления пластичности приводится отжиг, особенно необходимый для деталей сложной конфигурации.
При сварке титана и его сплавов часто нет надобности в предва рительном удалении с них поверхностного слоя, как это делается при сварке алюминиевых сплавов. Такой обработке подвергаются только те заготовки, на которых имеется толстый слой окислов, оставшийся, например, после горячей прокатки. Наличие загрязнен ного поверхностного слоя не оказывает существенного влияния на свариваемость титана. Однако примеси, содержащиеся в таком слое, могут снизить пластичность сварного шва.
П а й к а . В настоящее время методы соединения титана пайкой ин
тенсивно разрабатываются. В результате проведенных исследований установлено, что образованию прочного и пластичного паяного со единения препятствуют окислы, гидриды и альфированный слой, об разующийся под слоем окислов в результате насыщения азотом и кислородом при нагреве титана выше 450°. Поэтому перед пайкой с титана должны быть удалены не только окислы и гидриды, но и альфированный слой. Для предотвращения повторного образования их при нагреве под пайку пользуются различными методами защиты металла от воздействия кислорода, азота и водорода. С этой целью при пайке применяют аргон или гелий достаточной чистоты, прово дят пайку в достаточном вакууме, процесс облуживания перед пай кой осуществляют без доступа воздуха, используют флюсы, раство ряющие пленку или защищающие металл от окисления.
Трудность подбора припоя для пайки титана состоит в том, что многие металлы образуют с титаном хрупкие химические соедине ния, снижающие пластичность и прочность паяного шва. Наиболее удачными припоями в настоящее время считаются чистое серебро, сплавы на его основе и сплавы на основе никеля. Чистое серебро яв ляется удовлетворительным припоем не только при соединении ти тана с титаном, но и при пайке титана с алюминием, нержавеющей и мягкой углеродистой сталью.
78
В одном из опытов [2] пайка титана осуществлялась расплавле нием при помощи ацетилено-кислородного пламени серебряной про волоки, помещенной под слоем флюса, состоящего из 10% AgCl, 36% КС1, 9% NaF и 45% NaCl. В результате пайки был получен плотный шов с пределом прочности-на срез свыше 22 кг/мм2. При
этом пластичность шва, несмотря на образование интерметаллидного соединения титана с серебром, оказалась достаточно высокой.
При |
добавке к |
серебру |
0,5—1,2% |
лития |
достигается |
луч |
|||||||||
шее растекание припоя. Это |
объясняется, |
видимо, |
тем, |
что |
|||||||||||
литий |
как |
химически |
более |
активный |
металл |
восстанавливает |
|||||||||
окислы, |
препятствующие |
смачиванию |
титана |
|
серебром- |
[47]. |
|||||||||
О б р а б о тк а |
резанием |
[3, |
55]. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Затруднения, |
возникающие |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
при обработке |
титана |
резани |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ем, связаны с такими |
свойст |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
вами его, как высокая химиче |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ская активность, низкая тепло |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
проводность, |
|
низкий |
модуль |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
упругости и способность обра |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
зовывать |
вязкую |
ненавиваю- |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
щуюся стружку. Спорным яв |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ляется вопрос о роли наклепа. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Упрочнение, |
наблюдаемое |
при |
|
Скорость |
резания |
в м/мин |
|||||||||
резании, |
происходит, |
видимо, |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
■не в |
результате |
наклепа, а |
Ф и г . 5 9 . В л и я н и е с к о р о с т и р е з а н и я н а |
||||||||||||
вследствие |
насыщения |
кисло |
|||||||||||||
|
т е м п е р а т у р у р е з ц а : |
|
|||||||||||||
родом |
и азотом тонкого |
слоя |
|
2 — н е |
|||||||||||
/ — т и т а н о в ы й |
с п л а в |
С - 1 3 0 А М ; |
|||||||||||||
металла, разогретого в процес |
р ж а в е ю щ а я с т а л ь |
т и п а 1 8 — 8; 3 — к о н |
|||||||||||||
се снятия стружки. |
|
|
|
с т р у к ц и о н н а я |
с т а л ь |
[4 9 ] |
|
||||||||
Количество тепла, выделяю |
|
|
|
|
|
|
|
щееся при резании титана, значительно больше, чем при обработке других металлов. Это объясняется малой контактной поверхностью между титановой стружкой и инструментом, что вызывает высокие местные давления и большие температуры (фиг. 59). В то же время низкая теплопроводность титана не обеспечивает достаточного ох лаждения режущей кромки инструмента. Высокие температуры и большие давления способствуют взаимодействию титана с материа лом инструмента, приводящему к приварке и налипанию обрабаты ваемого металла к рабочей поверхности резца. Это, в свою очередь, приводит к нарушению геометрии режущего инструмента, пониже- ~нию режущей способности, увеличению усилий резания и быстрому выходу резца из строя.
Однако, несмотря на трудности, в настоящее время обработка ти тана резанием в производственных условиях осуществляется удовле творительно. При составлении технологии этой обработки учиты ваются все специфические особенности титана. Процесс резания осу ществляется при небольших скоростях, равных 20—45 м/мин, и зна чительных подачах инструмента, составляющих 0,2 мм на оборот.
79
При этом выбирается такая геометрия резца, при которой увеличи вается площадь контакта его со стружкой и обеспечивается сравни тельно быстрый отвод и рассеяние тепла. Лучшими в этом отноше нии являются резцы с отрицательным передним углом, имеющие зад ний угол в пределах 7— 10° и радиус закругления вершины примерно в два раза больше глубины резания.
Повышение твердости титановых сплавов значительно ухудшает их обработку; скорость резания при этом должна уменьшаться. Ти тан с толстым измененным слоем следует обрабатывать только твер досплавными инструментами, причем глубина резания должна быть больше толщины измененного слоя. Для охлаждения применяются 5-процентная масляная эмульсия и 5-процентный водный раствор нитрита натрия; охлаждающие масла не рекомендуются, поскольку они дымят при соприкосновении с горячей поверхностью металла и инструмента.
Ввиду больших усилий резания при обработке титана требуется высокая жесткость станка и применяемых приспособлений, иначе не избежен значительный износ инструмента и преждевременный вы ход его из строя. Жесткость системы станок—инструмент необходи ма также для получения точных размеров обрабатываемой детали, поскольку большие усилия резания и низкий модуль упругости ма териала могут вызвать значительные уйругце деформации заготовки и снизить точность обработки ее.
Кроме точения, в настоящее время применяется обработка тита на резанием методами фрезерования, сверления, нарезания резьбы, развертывания, разрезки, протягивания и шлифования.
Главной неприятностью при фрезеровании является налипание титана на1зубья фрезы и поломка режущей кромки. Применение по путного фрезерования титана способствует значительному увеличе нию стойкости инструмента, так как при этом в начале реза имеет место -максимальный захват металла, а к концу реза количество приваренного к зубьям металла уменьшается. Скорость резания ти тана при фрезеровании равна 4 м/мин, а подача — 0,05 мм на зуб
фрезы (55].
При сверлении большие трудности наблюдаются вследствие уп рочнения титана в процессе обработки. Не допускается применение тупых сверл, способствующих не только упрочнению металла, но и перегреву стружки, вызывающему вследствие размягчения ее заку порку выходных каналов и поломку сверла. Скорости резания при сверлении выбираются меньшими, чем при многих других видах об работки резанием, и составляют от 4 до 21 м/мин. Применяемые по дачи равны 0,07—0,16 мм на оборот. Рекомендуется применение хи
мически активных смазок, например хлорированных и с-ульфуриро- ванных минеральных масел, способствующих уменьшению крутя щего момента и осевого усилия при сверлении. Упрочнение титана можно полностью устранить, если процесс обработки вести острым сверлом и применять охлаждение жидкой углекислотой.
80
Нарезание резьбы в титане сопровождается образованием наро ста на режущей кромке инструмента и заполнением стружкой кана вок инструмента. Метчики делают из быстрорежущей стали. Режу щую кромку зуба метчика шлифуют и азотируют для увеличения со противления износу, а также подвергают оксидированию для умень шения трения и химической активности. Для смазки применяют хи мически активные масла, содержащие хлор и серу.
При развертывании особое внимание должно быть уделено кон струированию режущего инструмента, чтобы уменьшить прилипание титана к граням развертки и не допустить снижения качества обра ботанной поверхности.
Разрезка титана и его сплавов осуществляется пилами с круп ным зубом и при большой подаче. Скорость резания при этом долж на составлять 25—50% от скорости резания нержавеющих сталей. Титан может подвергаться фрикционной резке, при которой процесс протекает за счет абразивного действия ленточной пилы без зубьев и окисления.
Операция протягивания титана является весьма трудной и ее осу ществление возможно только при условии жесткого закрепления об рабатываемой детали и инструмента и частой переточки протяжки, при которой рекомендуется выдерживать задние углы больше обыч ных, а передние несколько меньше.
При шлифовании титана и его сплавов наблюдается повышенный износ абразивного инструмента, а при больших давлениях на круг получается неудовлетворительная поверхность. Улучшение техноло гии шлифования титана достигается уменьшением скорости круга до 40% от обычной и подбором охлаждающих жидкостей. Шлифоваль ные круги для обработки титана должны иметь большой диаметр и наибольшую ширину. При этом изменение размеров круга за счет износа будет меньше и точность шлифования повысится. Повышение твердости титановых сплавов затрудняет шлифование их. Вследствие взрывоопасности титановой пыли применяют, как правило, мокрое шлифование. При этом благодаря низкой теплопроводности титана исключается возможность появления трещин в результате местного перегрева. При шлифовке титана необходимо применять мягкие са мозатачивающиеся мелкозернистые круги. Резка заготовок прово дится карборундовыми дисками при скорости вращения 1800 об/мин.
6 Н. М. Пульци»
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. С . А б к о в и ц, Д ж . Б у р к е , |
Р . X и л И, Т и т а н в п р о м ы ш л е н н о с т и , п ер . |
||||||||||
с а н г л ., О б о р о н г н з , |
1957. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2. В . И . |
Е р е м е н к о , |
Т и т а н |
и |
е г о |
с п л а в ы , А Н |
У С С Р , |
1955. |
|
|||
3. А . Д . М а к к в и л л э н, М . К . М |
а к к-в и л л э н, Т и т а н , п ер . е а н г л ., М е |
||||||||||
т а л л у р г и з д а т , 1958. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Л . С . |
М о р о з , |
Ю . |
Д . X |
е с |
и н, |
Т. Э . |
М и н г и н н В . 11. |
Ч е р н е ц о в, |
|||
П р о ч н о с т ь т и т а н а , |
М е т а л л о в е д е н и е , |
С б о р н и к |
с т а т е й , |
С у д и р о м г и з , |
1957. |
||||||
5. С . Г . Г л а з у н о в, Е . К . М о л ч а и о в а , Д и а г р а м м ы с о с т о я н и й с п л а |
|||||||||||
в о в т и т а н а , |
О б о р о н г н з , |
1954. |
|
|
|
|
|
|
|
||
6. И . И . |
К о р н и л |
о в, |
Д о к л а д ы А Н |
С С С Р , Н о в а я с е р и я , |
1949, т о м 6 7 , № б, |
с т р . 1 0 3 7 — 1040 .
7. Н . И . Б л о к, А . И . Г л а з о н а, Н . Ф . Л а ш к о, А . М . Я к и м о в а, 11з-
в е с т и я |
А Н С С С Р , |
О Т Н , |
1958, № |
12, с т р . |
9 6 — 90 . |
|
|
|
|
|
|
|
8. Т е п л о с т о й к и е м е т а л л ы и с п л а в ы , п р и м е н я е м ы е д л я о б ш и в к и с а м о л е т о в , |
||||||||||||
О б з о р |
и н о с т р а н н о й |
т е х н и ч е с к о й |
л и т е р а т у р ы |
з а |
1 9 5 5 - 1 9 5 8 |
гг., |
1959. |
|
|
|||
9. |
И н ф о р м а ц и о н н ы е |
л и с т к и |
№ № 105, |
110 |
и |
112 |
з а 1 9 5 8 |
г. |
и № 124 |
з а 1959 |
г. |
|
10. |
И . И . К о р н и л о в , Х и м и ч е с к а я |
н а у к а |
и |
п р о м ы ш л е н н о с т ь , |
1958, т, |
3, |
№6 .
11. |
Г. |
П . |
Д а н и л о в а , |
И. |
П. |
Д р у |
ж и н |
и н |
а, |
М . |
В. |
М а л ь ц е |
в, |
И з в е |
||||||
с т и я в ы с ш и х |
у ч е б н ы х |
з а в е д е н и й , |
« Ц в е т н а я |
м е т а л л у р г и я » , |
1958, |
№ |
3. |
|
|
|||||||||||
12. |
М . |
В . |
М а л ь ц е в , |
Г. |
П. |
Д а н и л о в а , |
Й. |
П. Д р |
у ж |
и н |
н и а, |
И з в е |
||||||||
с т и я |
в ы с ш и х |
у ч е б н ы х |
з а в е д е н и й , |
|
« Ц в е т н а я |
м е т а л л у р г и я » , |
1958, |
№ |
6. |
|
|
|||||||||
13. J o u r n a l o f M e t a l s , о к т я б р ь 1 9 5 6 г. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
14 . Р Ж М е т >), 1 9 5 9 , № |
6 , 1 3 4 1 4 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
15. Л . П . Л у ж н и к о в, В . М . Н о в и к о в а , ж у р н а л „ М е т а л л о в е д е н и е и |
||||||||||||||||||||
т е р м и ч е с к а я о б р а б о т к а м е т а л л о в " , 19 5 9 , № 3 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
16. J o u r n a l o f M e t a l s , 1 9 5 5 , т . 7, с е р и я 1, № 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
1 7 . J a f f e L . D . , M e t a l P r o g r e s s , 1 9 5 5 , t . |
6 7 , № 2 . |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
18. |
Ю . |
А . |
Б а г a |
p |
я ц к и й, |
Т . |
В . Т а |
г у н о в |
а |
и Г. |
И. |
Н о с о в а , |
П р о б л е |
|||||||
мы м е т а л л о в е д е н и я |
и |
ф и з и к и м е т а л л о в , |
С б о р н и к |
т р у д о в , |
М е т а л л у р г и з д а т , |
1958 . |
||||||||||||||
19. |
Т е м а т и ч е с к и й |
с б о р н и к р е ф е р а т о в , |
№ |
9 ( 2 5 ) , |
1955, |
О б о р о н г н з . |
|
|
||||||||||||
20 . Н . В . А г е е в , |
Л . А. П е т р о в а , |
|
Т и т а н и е г о с п л а в ы , М е т а л л у р г и я и |
|||||||||||||||||
м е т а л л о в е д е н и е , И з д . |
А Н С С С Р , |
1958, с т р . |
3 — |
16. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
2 1 . Н . В . А г е е в , |
3 . М. С м и р н о в а , |
|
Т и т а н и е г о с п л а в ы , Л 4 е т а л л у р г и я |
|||||||||||||||||
и м е т а л л о в е д е н и е , И з д . А Н |
С С С Р , |
1958, |
с т р . |
17— 24. |
|
|
|
|
|
|
|
2 2 . Н . И . Б л о к, А . И . Г л а з о в а , Г. М . К о х о в а и Н . Ф . Л а ш к о, « З а
в о д с к а я л а б о р а т о р и я » , 1958, № |
2, с т р . |
141— 145. |
|
23 . |
Д ж о н Л . Э в е р т х а р т , |
Т и т а н |
и е г о с п л а в ы , мер. с а н г л ., М е 4 а л л у р г - |
и з д а т , |
1956. |
|
|
24 . М . А . Ф и л я н д , Е . И . С е м е н о в а, С в о й с т в а р е д к и х э л е м е н т о в , с п р а
в о ч н и к , |
М е т а л л у р г и з д а т , 1953 . |
2 5 . |
П а т е н т С Ш А 2 8 1 0 6 4 3 , Р Ж М е т , 1959, № 5, 110 6 8 . |
') Реферативный Журнал Металлургии.
82
26. F A. G г о s s I e у. |
Iron Age, 1958, t. 181, № 3, стр. |
76—78, Авиацион |
ные материалы, сборник |
рефератов, № 8(60), Оборонгиз, |
1958. |
27.РЖМет, 1959, № 3, 6537.
28.РЖМет, 1959, № 9, 20469.
29. |
И. С. К а п т ю г |
и В. И. С ы щ и к о в, „Судостроение", |
1958, |
№ |
8, |
стр. 46—48. |
- |
4, 8781. ’ |
• |
||
30. |
Revue metallurgie, 1958, 55, № 5, 433-441, РЖМет, 1959, № |
4 |
|||
31. |
Trans. Amer. Soc. Metals, vol. 50, 1958, РЖМет, 1959, № 2, |
3904, |
№ 4, |
8783.
32. .I Inst. Metals, 1959, 87, part 10, 343-346. Экспресс-информация, Ме талловедение и термическая обработка, 1959, вып. 45, № 177—180.
33. РЖМет, 1959, № 7, 15891.
34. Jron Age, 1957, v. 180, № 18, р. 59—62.
3 5 . И н д у к ц и о н н ы й н а г р е в с п л а в о в н а о с н о в е т и т а н а п е р е д о б р а б о т к о й д а в л е
н и е м , В . А . Я к о в л е в |
и Я. И. С н е к т о р , и з д . В с е с о ю з н о г о и н с т и т у т а н а у ч |
||||||||||||
н о й и |
т е х н и ч е с к о й |
и н ф о р м а ц и и , |
1957 . |
|
|
|
|
|
|
|
|||
3 6 . |
П . |
М . А р ж |
а н ы |
й, |
О к и с л е н и е |
т и т а н а |
и е г о с п л а в о в |
при |
в ы с о к и х |
т е м п е |
|||
р а т у р а х , |
с б о р н и к « Т и т а н |
и |
е г о с п л а в ы » , |
А Н |
С С С Р , |
1958. |
|
|
|
||||
37 . |
Н . |
М . П у л ь ц и н , |
|
В з а и м о д е й с т в и е |
т и т а н а |
с н е к о т о р ы м и |
г а з а м и , |
Г р уды |
|||||
Л К В В И А им . А . Ф . М о ж а й с к о г о , 19 6 0 , вы п . 3 1 4 . |
|
|
|
|
|||||||||
3 8 . Б о л ь ш а я С о в е т с к а я Э н ц и к л о п е д и я , т. 4 2 , с т р . 4 7 3 . |
|
|
|
||||||||||
3 9 . |
Р Ж М е т , 1959, № |
1, |
1389, |
№ 3, |
6 5 4 2 , |
№ |
4, |
8 7 8 5 , № 6, |
134 1 6 , № 8, |
18228, |
№9, 2 0 4 7 6 .
4 0 . С п р а в о ч н и к п о м а ш и н о с т р о и т е л ь н ы м м а т е р и а л а м , т. 2, Ц в е т н ы е м е т а л л ы
н и х |
с п л а в ы , |
М а ш г и з , 1959. |
4 1 . |
П р о ч н |
о с т ь т е х н и ч е с к о г о т и т а н а В Т 1 Д и е г о с в а р н ы х с о е д и н е н и и при с т а |
т и ч е с к и х и ц и к л и ч е с к и х н а г р у з к а х , к а н д . т с х н . н а у к М . А . Э л ь я ш е в а, и з д .
В с е с о ю з н о г о и н с т и т у т а |
н а у ч н о й и |
т е х н и ч е с к о й и н ф о р м а ц и и , 1956 . |
|||
4 2 . В . А . С е в е р д е н к о и В . 3 . Ж и л к и н , Ж у р н а л « М е т а л л о в е д е н и е и |
|||||
т е р м и ч е с к а я о б р а б о т к а |
м е т а л л о в » , |
№ 10, 1959. |
|||
4 3 . |
Р Ж М е т , |
1959, |
№ |
9, 2 0 4 7 5 . |
|
4 4 . |
Р Ж М е т , |
1959, |
№ |
3, 6 5 3 8 . |
|
4 5 . |
Р Ж М е т , |
1959, |
№ |
8, 18228 . |
|
46 . |
Р Ж М е т , |
1959, |
№ |
9, 2 0 4 7 1 . |
|
4 7 . С . В . Л а ш к о - А в а к я и, Н . Ф . Л а ш к о , П а й к а л е г к и х м е т а л л о в , и з д . |
|||||
М Д Н Т П и м . Ф . |
Э . Д з е р ж и н с к о г о , |
1958 . |
48. Design Engineering, 1959, 49, № 6, 115. Экспресс-информация, Металло ведение и термическая обработка, 1959, вып. 43, № 169—172.
49. Machinery (N. J.), |
1958, У, v. 62, |
№ 9, 164-166. |
|||
50 . Г. В . С а м с о н о в , |
В . С. Н е ш п о р и Л . В. Л а н г е , Ж у р н а л « М е т а л |
||||
л о в е д е н и е |
и |
о б р а б о т к а м е т а л л о в » , 1956, № |
1, с т р . |
5 1 — 59. |
|
51 . И . |
И . |
К о р н и л о в , |
Д о к л а д ы А Н |
С С С Р , |
Н о в а я с е р и я , 1953, т. 9 1 , № 3. |
с г р . 5 4 9 — 55 1 . |
|
52 . Г . П . Л у ч к и |
н и Г. Г. И л ь и н, Ф и з и к а м е т а л л о в и м е т а л л о в е д е н и е , |
т. 2, вы п . 3, 1956. |
|
53 . Е . М . С а в и ц |
к и й, М . А . Т ы л к и п а, И . А . Ц ы г а н о в а, И з в е с т и я |
А Н С С С Р , О Т Н , № 3, |
1958. |
54.Современное состояние исследований титана в США, Aircraft Engi neering, 2, 1956.
55.Экспресс-информация, Самолетостроение, 1959, № 45.
6*