Автоматичне зварювання, 2023, №11



2023 №11 (06)

DOI of Article 10.37434/as2023.11.07

2023 №11 (08)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 11, 2023, с. 64-70

Металопорошкові дроти на основі титану в якості присадних матеріалів для адитивного виробництва деталей

С.Л. Шваб¹, Р.В. Селін¹, С.В. Ахонін¹, М.М. Ворон², Д.В. Ковальчук³

¹ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
²ФТІМС НАН України. 03142, м. Київ, бул. Академіка Вернадського, 34
³ПрАТ «НВО «Червона Хвиля». 04114, м. Київ, вул. Дубровицька, 28. E-mail: dmytro@xbeam3d.com

У роботі показано можливість виготовлення металопорошкових дротів на основі високоміцних титанових сплавів різного складу (систем Ti–5Al–5Mo–5V–1Fe–1Cr та Ti–5Al–5Mo–5V–4Nb–1,5Cr–1Fe–2,5Zr), сплаву на основі титану медичного призначення (система Ti–13Zr–13Nb) та конструкційного титанового сплаву ВТ6 (система Ti–6Al–4V), армованого частинками TiC. Відображено технологічні моменти експериментального виробництва металопорошкових дротів методом волочіння та наступних перетяжок. Проведено дослідження із застосування цих матеріалів у якості присадного металу при WAAM технології як при аргонодуговому, так і при електронно-променевому способах наплавлення. Бібліогр. 21, табл. 1, рис. 10.
Ключові слова: високоміцні титанові сплави, металопорошковий дріт, WAAM, TIG, xBeam 3D Metal Printing


Надійшла до редакції 20.10.2023

Список літератури

1. Martina, F., Colegrove, P.A., Williams, S.W., Meyer, J. (2015) Microstructure of interpass rolled wire + arc additive manufacturing Ti–6Al–4V components. Metall. Mater. Trans. A, 46(12), 6103–6118. DOI: https://doi.org/10.1007/ s11661-015-3172-1
2. Ríos, S., Colegrove, P.A., Martina, F., Williams, S.W. (2018) Analytical process model for wire + arc additive manufacturing. Addit. Manuf., 21, 651–657. DOI: https://doi. org/10.1016/j.addma.2018.04.003
3. Bekker, A.C.M., Verlinden, J.C. (2018) Life cycle assessment of wire + arc additive manufacturing compared to green sand casting and CNC milling in stainless steel. J. Clean. Prod., 177, 438–447. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro. 2017.12.148
4. Lütjering, G., Williams, J.C. (2007) Titanium. 2nd ed.; Springer, Berlin/Heidelberg, Germany.
5. Akhonin, S.V., Schwab, S.L. (2019) Filler flux-cored wire for tig welding and surfacing of VT22 titanium alloy. The Paton Welding J., 6, 34–37. DOI: https://doi.org/10.15407/ tpwg2019.06.06
6. Yanko, T.B., Ovchinnikov, A.V., Lyutyk, N.P., Korzhyk, V.N. (2018) Technology for obtaining of plasma spheroidised HDH titanium alloy powders used in 3D printing. Technological systems, 85(4), 36–41. DOI: http://dx.doi. org/10.29010/085.7
7. Sun, P., Fang, Z.Z., Zhang, Y., Xia, Y. (2017) Review of the methods for production of spherical Ti and Ti alloy powder. Jom, 69(10), 1853–1860. DOI: https://doi.org/10.1007/ s11837-017-2513-5
8. Кошелев, В.Я., Кузнецов, В.А., Сухов, Д. И. (2010) К вопросу о производстве гранул крупностью менее 200 мкм из титановых сплавов методом плазменной плавки и центробежного распыления литой заготовки. Технология легких сплавов, 2, 44–48.
9. Schwab, S., Selin, R., Voron, M. (2023) Welding materials for TIG welding, surfacing, and WAAM technology of titanium alloys. Welding in the World, 67(4), 981–986. DOI: https://doi.org/10.1007/s40194-023-01464-z
10. Шваб С.Л., Селін Р.В., Руханський С.Б. (2023) Розробка металопорошкового дроту на основі титанового сплаву Т120. Автоматичне зварювання, 3, 10–14. DOI: https:// doi.org/10.37434/as2023.03.02
11. Ахонин С.В., Селин Р.В., Березос В.А. и др. (2016) Разработка нового высокопрочного титанового сплава. Современная электрометаллургия, 4, 22–27. DOI: https:// doi.org/10.15407/sem2016.04.04
12. Prilutsky, V.P., Akhonin, S.V., Schwab, S.L., Petrychenko, I.K. (2018) Effect of heat treatment on the structure and properties of titanium alloy VT22 welded joints produced by TIG-welding with flux-cored wire. Materials Science Forum, 927, 119–125. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific. net/MSF.927.119
13. Shunxing, L. (2020) Review of the design of titanium alloys with low elastic modulus as implant materials. Advanced Engineering Materials, 22(11). DOI: https://doi.org/10.1002/ adem.202000555
14. Niinomi, M. (2011) Low modulus titanium alloys for inhibiting bone atrophy. In: Biomaterials Science and Engineering (Book). Edited by Prof. R. Pignatello, pp. 249–268.
15. Ворон М., Шваб С., Селін Р. (2022) Сучасні підходи в розробці біосумісних титанових сплавів з підвищеним рівнем експлуатаційних властивостей. Метал та лиття України, 30(2), 88–95. DOI: https://doi.org/10.15407/scin15.04.005
16. Xiatong, B. et al. (2022) Exploring the limits of mechanical properties of Ti–Zr binary alloys. Materials Letters, 318, 132091. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2022.132091
17. Miracle, D. (2005) Metal matrix composites – From science to technological significance. Composites Science and Technology, 65(15–16), 2526–2540. DOI: https://doi. org/10.1016/j.compscitech.2005.05.027
18. Ivasishin, O.M., Markovsky, P.E., Savvakin, D.G. et al. (2019) Multi-Layered structures of Ti–6Al–4V alloy and TiC and TiB composites on its base fabricated using blended elemental powder metallurgy. J. Mater. Proc. Technol., 269, 172– 181. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2019.02.006
19. Kovalchuk, D., Melnyk, V., Melnyk, I., Tugai, B. (2016) Prospects of application of gas-discharge electron beam guns in additive manufacturing. J. of Elektrotechnica & Elektronica (E+E), 51(5–6), 37–43.
20. Kovalchuk, D., Melnyk, V., Melnyk, I. et al. (2021) Microstructure and properties of Ti–6Al–4V articles 3D-printed with co-axial electron beam & wire technology. J. of Materials Engineering and Performance, 30(7), 5307–5322. DOI: https://doi.org/10.1007/s11665-021-05770-9
21. Kovalchuk, D., Melnyk, V., Melnyk, I. (2022) A coaxial wire-feed additive manufacturing of metal components using a profile electron beam in space application. J. of Materials Engineering and Performance, 31(8), 6069–6082. DOI: https://doi.org/10.1007/s11665-022-06994-z

---

Реклама в цьому номері:

---