Перевагами титанових сплавів (ТС) є висока питома міцність, хороша корозійна стійкість, висока жаростійкість, низька щільність, і використовуються в якості конструкційного матеріалу для виготовлення деталей аерокосмічної техніки, таких як лопатки компресора, патронний приймач, гондола двигуна, теплова перегородка і так далі. В даний час в аерокосмічній промисловості використовується близько трьох чвертей титану і ТС в світі. У процентному співвідношенні кількість деталей з ТС в літаках A350 становить 14 %, F18 - 15 %, B787 - 15 %, Су-57 - 18 %, J-20 - 20 %, винищувачі FC-31 - 25 %, F35 - 27 %, F22 - до 41 % і т. д., а даний метал має репутацію "літаючого металу". Однак його низька зносостійкість обмежує широке застосування ТС. Ще одним недоліком деталей з ТС є їх висока собівартість виробництва. Тому вивчення і розвиток технологій захисту і поліпшення авіаційних ТС має велике значення. В даний час використано металургійний спосіб підвищення зносостійкості за рахунок застосування легуючих добавок, а також технологій нанесення покриттів. Існує багато технологій нанесення покриттів, наприклад, високошвидкісне газо-полуменеве напилювання (HVOF), наплавка, детонаційне, плазмове напилювання та інші. Розглянуто перспективну технологію холодного газодинамічного напилювання для ремонту і відновлювання деталей з титанових сплавів. Перевагами технології в порівнянні з іншими методами нанесення покриттів є низька температура процесу, відсутність окислення і структурно-фазових перетворень в матеріалах покриття і підкладки, відносно низька собівартість отримання покриттів. Покриття мають високу міцність зчеплення з підкладкою, мікротвердість і низьку пористість. Розглянуто області застосування авіаційних титанових сплавів, наведено приклади деталей з даних сплавів, проаналізовано дефекти і причини їх виникнення. Виконано аналіз останніх робіт в області поверхневого ремонту деталей з титанових сплавів за допомогою технології холодного напилювання, проаналізовано технологічні параметри процесу формування покриттів, в тому числі розмір часток напилюваного порошку, морфологія, швидкість і температура частинок в процесі напилювання, вплив попереднього нагріву підкладки на адгезію міцність системи покриття/підкладка та інше.

Технологія холодного газодинамічного напилювання - це метод нанесення металевих покриттів шляхом високошвидкісної взаємодії частинок порошку (сплави міді, титану, алюмінію, нікелю, магнію, металокерамічні суміші та інші) з підкладкою. Отримані покриття мають механічні властивості близькі до властивостей металів, з яких отримані порошки для напилювання. Серед них міцність на розрив, втомна міцність, стійкість до корозії, коефіцієнт температурного розширення та інші фізико-механічні характеристики. Технологія холодного газодинамічного напилювання дозволяє отримувати антикорозійні, зносостійкі, теплопровідні та інші функціональні покриття. Перспективним напрямком технології газодинамічного напилювання є отримання покриттів на деталях, отриманих з використанням адитивних технологій виробництва, наприклад селективного лазерного плавління. Крім того, холодне газодинамічне напилювання може бути не тільки використано для ремонту будь-яких поверхневих дефектів виробництва або експлуатації таких деталей, але й безпосередньо нарощування певних ділянок і поверхонь. Виконано аналіз робіт в області ремонту й захисту деталей з мідних, титанових, алюмінієвих, нікелевих і магнієвих сплавів, сталей та інших металів з корозійними пошкодженнями, зносом та іншими дефектами з використанням технології холодного газодинамічного напилювання. Запропоновано застосування технології холодного газодинамічного напилювання покриттів на деталі, отримані адитивним виробництвом - селективним лазерним плавлінням. Проаналізовано матеріали, які можуть бути використані для напилювання та виробництва деталей авіаційної техніки селективним лазерним плавлінням. Виділено основні технологічні параметри процесу холодного газодинамічного напилювання, зокрема, температура і швидкість частинок, розмір і форма частинок напилюваного порошку, що впливають на фізико-механічні характеристики покриттів, такі як адгезійна міцність, мікротвердість, пористість, корозійна- й зносостійкість та інші, а також впливають на коефіцієнт використання порошку.

Індекс рубрикатора НБУВ: О53-060.17 + О53-034

Рубрики:

Літаки. Літакобудування

Шифр НБУВ: Ж24839 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Технологія холодного газодинамічного напилювання (ХГДН) - перспективна та багатообіцяюча технологія формування покриттів. Дана технологія має багато переваг у порівнянні з іншими технологіями газотермічного напилювання, а саме: можливість отримання товстих покриттів, мінімальні значення пористості, відсутність окиснювальних процесів матеріалів покриття та підкладки, задовільні фізико-механічні характеристики та високі значення коефіцієнта використання порошку. ХГДН можливо отримання корозійностійких, теплозахисних, зносостійких та інших функціональних покриттів. Розвиток і вивчення процесу напилювання надає можливість отримувати покриття з широкого діапазону металевих порошків, а також інших метало-керамічних порошкових сумішей. Технологія ХГДН добре зарекомендувала себе в процесах відновлення пошкоджених поверхонь, а також при необхідності забезпечення спеціальних експлуатаційних властивостей поверхонь деталей. Розглянуто застосування технології холодного напилення з точки зору порошкових матеріалів: металів, як пластичних (мідь, алюміній, цинк та ін.), так й важкооброблюваних (наприклад, титан), а також метало-керамічних композиційних порошкових сумішей на основі карбідів та оксидів. Із проведеного аналізу літературних джерел можна зробити наступні висновки. У разі пластичних металів, процес формування покриттів та їх застосування в промисловості достатньою мірою вивчені. Позитивні результати по нанесенню покриттів із титанових сплавів були отримані при ХГДН із використанням дорогих систем високого тиску та гелію як робочого газу. Що стосується тугоплавких металів (наприклад, вольфрам, тантал, ніобій), а також керамічних порошків (оксид алюмінію, оксид кремнію та ін.), то їх напилювання є можливим лише за наявності металевої зв'язувальної компоненти. В даний час особливий практичний інтерес має застосування технології холодного напилювання металевих покриттів на композитні матеріали, пластики та інші неметалеві поверхні. Технологія ХГДН не обмежується наведеними результатами аналізу порошкових матеріалів і областями застосування, а надає загальне розуміння широких можливостей даної технології та конкуренції традиційним методам газотермічного напилювання.