Волгоградские ученые разработали технологию упрочнения титановых деталей

Исследователи Волгоградского государственного технического университета нашли способ защитить титановые детали от быстрого износа. Технология сочетает сварку взрывом и лазерное плавление. Полученное покрытие на основе соединений титана, меди и никеля в полтора раза устойчивее к истиранию при температуре 600 °C, чем исходный металл.

Титан востребован в авиации, автомобилестроении и энергетике благодаря прочности и легкости. Однако в узлах трения он ведет себя нестабильно. Металл склонен к схватыванию с другими материалами. На поверхности быстро образуются задиры и глубокие царапины, что выводит механизмы из строя.

Существующие защитные покрытия часто оказываются хрупкими при комнатной температуре. Инженеры ВолгГТУ предложили другой подход. Сначала медно-никелевый сплав крепится к титановому основанию с помощью направленного взрыва. Этот этап гарантирует надежное сцепление слоев. Затем заготовку обрабатывают лазером.

Под воздействием лазерного луча компоненты перемешиваются. Образуется однородный слой новых химических соединений. Доцент кафедры материаловедения и композиционных материалов ВолгГТУ Артем Богданов пояснил, что такая структура повышает механическую прочность поверхности и сопротивление износу.

Тесты подтвердили работоспособность метода. При обычной температуре износостойкость выросла в два с половиной раза. При нагреве до 600 °C показатель улучшился в полтора раза. Защитный слой не трескается и не отделяется от основы даже при интенсивных нагрузках.

Работа проводилась при поддержке Российского научного фонда. В планах авторов адаптировать схему для обработки сложных титановых сплавов, чтобы расширить возможности их применения в промышленном производстве.