3D электронно-лучевая наплавка титановых деталей

Abstract

В настоящее время 3D-печати и аддитивным технологиям уделяется много внимания в исследовательских центрах по всему миру. В связи с тем, что титан химически активный металл, электронно-лучевые технологии представляются наиболее перспективными для разработки технологии металлической 3D-наплавки деталей из сплавов на основе титана. В работе изучалась возможность создания электронно-лучевой наплавки сложной формы из технического титана. Наплавка осуществлялась с применением 2-х координатного манипулятора и перемещающегося рабочего стола, формирование детали производилось на титановой подложке, в качестве наплавочного материала использовалась титановая сварочная проволока марки ВТ 1-00. Получены детали прямолинейной формы высотой 35 мм и цилиндрической формы высотой 45 мм с толщиной стенки 10 мм. Изучены структуры наплавленных слоев, отмечено отсутствие пористости металла цилиндрической и прямолинейной наплавки. Структура металла наплавленных слоев аналогична структуре литого металла технического титана ВТ 1-0. Микротвердость металла детали, изготовленной электронно-лучевой 3D-наплавкой с применением сварочной проволоки ВТ 1-00, соответствует уровню микротвердости литого металла технического титана ВТ 1-0. Показано, что технология электронно-лучевой наплавки позволяет получать детали сложной формы из титана с однородной структурой.

At present 3D-printing and additive technologies are given a lot of attention in research centers all over the world. In connection with the fact that titanium is a reactive metal, electron beam technologies appear to be the most promising for development of the technology of metal 3D-deposition of parts from titanium-based alloys. The work is a study of the possibility of development of electron beam deposition of complex shapes from commercial titanium. Deposition was performed with application of 2-coordinate manipulator and moving work table, the part was formed on a titanium substrate, titanium welding wire of VT1-00 grade was used as filler material. Parts of rectilinear shape of 35 mm height and of cylindrical shape of 45 mm height with 10 mm wall thickness were produced. Deposited layer structures were studied, and absence of metal porosity in cylindrical and rectilinear deposits was noted. Structure of deposited metal layers is similar to that of cast metal of commercial titanium VT1-0. Microhardness of metal of the part produced by electron beam 3D-deposition with application of VT1-00 welding wire corresponds to the level of micorhardness of cast metal of commercial titanium VT1-0. It is shown that electron beam deposition technology allows producing parts of a complex shape from titanium of a homogeneous structure.