ПУАНСОН ДЛЯ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ СЛОИСТЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

Полезная модель относится к технологической оснастке для изготовления деталей, преимущественно из титановых сплавов, при высокой температуре и может быть использована при изготовлении пуансонов для диффузионной сварки слоистых тонкостенных конструкций криволинейного профиля.
Известен пуансон для обтяжки деталей из листовых, преимущественно титановых, заготовок при высокой температуре, металлическая рабочая поверхность которого снабжена термостойкой прокладкой, выполненной из волокнистого материала с графитовым покрытием, и соединенной с пуансоном посредством горячей опрессовки (SU 1721905 B 21 D 11/20, опубликовано 2005.03.20).
Известная конструкция трудоемка в изготовлении и имеет ограниченный ресурс в эксплуатации, что обусловлено выбором материала термостойкой прокладки и технологией ее соединения с металлической рабочей поверхностью пуансона.
Задача полезной модели - снижение затрат на изготовление пуансона.
Технический результат - упрощение технологии изготовления и улучшение эксплуатационных характеристик.
Технический результат достигается тем, что в пуансоне для диффузионной сварки слоистых конструкций из титановых сплавов, включающем термостойкую прокладку, соединенную с его металлической рабочей поверхностью, последняя выполнена в виде азотированной оболочки из конструкционной стали группы нитраллой и соединена с металлической рабочей поверхностью пуансона в процессе азотирования.
Оболочка может быть выполнена, например, из нержавеющей стали 12Х18Н10Т.
На чертеже изображена конструктивная схема пуансона.
Пуансон содержит формообразующую часть 1 и размещенную на ней термостойкую прокладку 2. Термостойкая прокладка 2 выполнена в виде азотированной оболочки из конструкционной стали группы нитраллой, основными легирующими элементами в которых являются Al, Cr, Mo, V, образующие мелкокристаллические твердые нитриды при поверхностном азотировании. Присутствие азота в зоне контакта титана со сталью подавляет развитие процессов образования интерметаллидов (типа TiFe, TiNi, NiCr) и схватывания контактных поверхностей свариваемой конструкции и пуансона в условиях диффузионной сварки.
В частности, оболочка может быть изготовлена из нержавеющей стали 12Х18Н10Т, а азотирована в процессе соединения с металлической рабочей поверхностью формообразующей части, выполненной, например, из стали 20, в режиме диффузионной сварки при температуре Т=800-1000°С, сварочном давлении активной среды азота Р=2 МПа в течение изотермической выдержки, необходимой для образования сварного соединения.
Результаты циклических испытаний по схватыванию титана со сталями в условиях диффузионной сварки показали, что предложенная оснастка может использоваться в 24 циклах. Для последующего использования пуансона нитридный слой в оболочке восстанавливается путем его термохимической обработки в активной среде азота.