Использование титановых сплавов для изготовления запорной арматуры различных судовых систем обусловливает разработку новых технологий улучшения антифрикционных свойств, усовершенствование способов упрочнения поверхностного слоя путем нанесения специальных покрытий, применение поверхностного легирования, напыления и др. Одной из важнейших характеристик запорной арматуры является надежность ее работы, которая обеспечивается износостойкостью в условиях агрессивной среды.
Титан и его сплавы обладают крайне низкими антифрикционными свойствами и износостойкостью. На практике часто сталкиваются с интенсивным разрушением титановых сплавов в результате фреттинг-коррозии, схватывания с образования задиров. Низкие антифрикционные свойства титановых сплавов трудно устранить подбором контактирующего материала, смазочного материла, оптимизацией конструкции [1, 2].
Одним из перспективных путей повышения износостойкости поверхностей титановых сплавов является применение присадочных материалов высокопрочных титановых сплавов, разработанных ЦНИИ КМ «Прометей» на базе карбидов вольфрама и молибдена (В-32, ВМ-40), а также термически оксидированных прутков из сплава композиции Ti–Al–Zr [3].
Использование кислорода в перечисленных сплавах повышает временное сопротивление разрыву и твердость титана, снижает пластические свойства (рис. 1). Атомы кислорода, внедряясь в пустоты решетки титана, искажают ее, что приводит к изменению механических свойств [4].
Распространенным способом насыщения титановых сплавов кислородом является нанесение устойчивых оксидных покрытий на поверхность наплавочных прутков [5]. Таким образом, получение наплавок с заданным содержанием кислорода требует разработки принципиально новых технологий, подходов, направленных на получение необходимых характеристик сплава [6]. В ходе многолетней исследовательской работы в МГТУ им. Н.Э. Баумана (г. Калуга) было установлено, что наиболее технологичным способом создания оксидного слоя для присадочного прутка является микродуговое оксидирование (МДО) [7, 8].