[go: up one dir, main page]

RU2480317C2 - Порошок для износостойкой индукционной наплавки деталей - Google Patents

Порошок для износостойкой индукционной наплавки деталей Download PDF

Info

Publication number
RU2480317C2
RU2480317C2 RU2011131645/02A RU2011131645A RU2480317C2 RU 2480317 C2 RU2480317 C2 RU 2480317C2 RU 2011131645/02 A RU2011131645/02 A RU 2011131645/02A RU 2011131645 A RU2011131645 A RU 2011131645A RU 2480317 C2 RU2480317 C2 RU 2480317C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wear
powder
parts
components
surfacing
Prior art date
Application number
RU2011131645/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011131645A (ru
Inventor
Анатолий Тимофеевич Лебедев
Рабазан Алиевич Магомедов
Антон Викторович Захарин
Павел Анатольевич Лебедев
Дмитрий Иванович Макаренко
Константин Анатольевич Лебедев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет"
Priority to RU2011131645/02A priority Critical patent/RU2480317C2/ru
Publication of RU2011131645A publication Critical patent/RU2011131645A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2480317C2 publication Critical patent/RU2480317C2/ru

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано при индукционной наплавке деталей машин, работающих в режиме интенсивного абразивного изнашивания, ударных нагрузок и высоких контактных напряжений, в частности рабочих органов почвообрабатывающих машин. Порошок для износостойкой индукционной наплавки деталей содержит следующие компоненты, мас.%: марганец 1,0-2,0, бор 2,0-6,0, флюс сварочный, предназначенный для индукционной наплавки 5,0-7,5, кремний 1,5-2,0, чугун - остальное. Композиция обеспечивает высокое качество наплавки больших контактных поверхностей, работающих в режиме интенсивного абразивного изнашивания. 8 пр.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области сварочных материалов, а именно к составу порошковых смесей для индукционных способов наплавки твердых сплавов, и может быть использовано при наплавке деталей машин, работающих в режиме интенсивного абразивного изнашивания, ударных нагрузок и высоких контактных напряжений, в частности рабочие органы почвообрабатывающих машин.
Уровень техники
Известен износостойкий сплав, содержащий следующие компоненты, мас.%:
Феррохром 20-30
Углерод 1,7-1,9
Хром 14-16
Кремний 0,9-1,0
Порошок ПГ-СР-2-М 2,8-3,2
Марганец 7,7-8,8
Упрочняющий компонент 3,0-5,5
Тетраборат натрия 0,9-1,1;
Борная кислота 9,9-12,1
Сода кальцинированная 0,9-1,1
Гидроокись кальция 0,9-1,1
Силикокальций 1,8-2,2
Флюс сварочный 4,5-5,5
Железо остальное.
В качестве упрочняющего компонента используются абразивные частицы, полученные после шлифования износостойкими шлифовальными кругами, например эльбор, электрокорунд, карбид кремния, нитрид бора, монокорунд и др. (см. пат. RU №2381884, кл. В23К 35/36, опубл. 20.02.2010).
Недостатком данного порошка является не однородность фракционного состава и низкая устойчивость против сегрегации.
Известен также порошок для индукционной наплавки, содержащий следующие компоненты, мас.%:
Твердые частицы литых карбидов вольфрама 40,0-75,0
Сплав-связка 13,0-48,0
Флюс для индукционной наплавки на основе
борсодержащих компонентов 12,0-13,0
Углерод 0,03-0,10
Хром 11,0-13,0
Молибден 1,6-2,3
Марганец 18,0-25,0
Титан 0,20-0,35
Магний 0,005-0,025
Медь Остальное
(см. пат. RU №2120491, кл. С22С 29/08, В23К 35/32, опубл. 20.10.1998).
К недостаткам следует отнести низкую трещиностойкость при нанесении покрытий на стальные детали, обусловленную высоким коэффициентом линейного расширения, а также высокую себестоимость.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является шихта для наплавки, содержащая следующие компоненты, мас.%:
Флюс на основе борсодержащих компонентов 10-15
Металлический хром 25-38
Аустенитный марганцовистый чугун 45-60
Малоуглеродистая аустенитная сталь 0,5-15,0
(см. пат. RU №2123921, кл. В23К 35/36, опубл. 27 12.1998).
Недостатком этого порошка является высокая стоимость, обусловленная применением дорогостоящих компонентов.
Раскрытие изобретения
Задача предлагаемого изобретения состоит в разработке состава композиции для индукционной наплавки, позволяющей качественно наплавлять большие контактные поверхности, работающие в режиме интенсивного абразивного изнашивания, и снизить стоимость этой композиции.
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к снижению стоимости наплавки, повышению абразивной износостойкости, повышению качества наплавленного слоя и повышению трещиностойкости сплава.
Технический результат достигается с помощью порошка для износостойкой индукционной наплавки деталей, содержащего в качестве компонентов флюс и чугун и дополнительно марганец, бор и кремний, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Марганец 1,0-2,0
Бор 2,0-6,0
Флюс для индукционной наплавки 5,0-7,5
Кремний 1,5-2,0
Чугун остальное
При этом в качестве основного компонента используется чугун, который образуется в большом количестве при электроэрозионной обработке отливок на машиностроительных заводах и не находит эффективного применения. Чугун обладает правильной сферической формой, что объясняется ее ненаправленной кристаллизацией в жидком электролите при электроэрозионной обработке.
Основной особенностью износостойких чугунов является наличие в микроструктуре легированных карбидов железа и карбидов легирующих элементов, обеспечивающих высокую износостойкость в условиях абразивного изнашивания. Механические свойства чугунов характеризуются прежде всего высокой твердостью и практическим отсутствием пластичности. Чугун обладает повышенной склонностью к образованию горячих и холодных трещин, что связано с широким интервалом кристаллизации сплава, большой величиной линейной усадки, низкой теплопроводностью. Главные структурные составляющие износостойких чугунов - карбиды и металлическая основа.
Для устранения этих недостатков в стружку чугуна вводят легирующие элементы марганец и бор.
Комплексное легирование стружки чугуна марганцем и бором позволит получать наплавленный слой со структурой, состоящей из мелкодисперсной матрицы (преимущественно перлитной) и равномерно распределенных в матрице мелких высокотвердых фаз боридного и боронитридного типов. Такая структура должна обеспечивать максимально возможную для материала на основе чугуна абразивную износостойкость.
Осуществление изобретения
Примеры конкретного получения порошка для износостойкой индукционной наплавки деталей.
Технологический процесс получения порошка для износостойкой индукционной наплавки деталей включает следующие этапы: подготовка основы, просеивание основы на вибросите, подготовка легирующих элементов, внесение легирующих элементов, смешивание всех компонентов в течение 10 минут до получения однородного состава.
Пример 1
В качестве основного компонента используется чугун, основной особенностью которого является наличие в микроструктуре легированных карбидов железа и карбидов легирующих элементов, обеспечивающих высокую износостойкость в условиях абразивного изнашивания. Для снижения себестоимости порошка не вводим в состав такой дорогостоящий компонент как хром.
Для приготовления 1 кг порошка для износостойкой индукционной наплавки деталей берут компоненты при следующем соотношении, мас.%:
Флюс сварочный 4,0
Чугун остальное
Анализ экспериментальных и металлографических исследований по использованию порошка для износостойкой наплавки деталей, полученного по примеру 1, показал, что наплавленное покрытые имеет твердость до 30-36 HRC и склонность к образованию горячих и холодных трещин. Для наплавки экспериментальных образцов использовали флюс для индукционной наплавки, основой которого является бура и борный ангидрид в соотношении 40% буры и 60% борного ангидрида. Для остальных образцов использовали этот же состав флюса для индукционной наплавки.
Пример 2
Порошок для износостойкой индукционной наплавки деталей получают аналогично примеру 1, но дополнительно вводят марганец и компоненты берут при следующем соотношении, мас.%:
Марганец 0,8
Флюс для индукционной наплавки 4,0
Чугун Остальное
Анализ экспериментальных данных по использованию порошка для износостойкой индукционной наплавки деталей, полученного по примеру 2, показал, что введение в состав порошка марганца позволило снизить горячие и холодные трещины и улучшить качество наплавленного слоя. Нанесенное покрытие имеет твердость до 40-46 HRC.
Пример 3
Порошок для износостойкой индукционной наплавки деталей получают аналогично примеру 2, но дополнительно вводят кремний и компоненты берут при следующем соотношении, мас.%:
Марганец 0,8
Флюс для индукционной наплавки 4,0
Кремний 1
Чугун Остальное
Анализ экспериментальных данных по использованию порошка для износостойкой индукционной наплавки деталей, полученного по примеру 3, показал, что введение в состав порошка кремния улучшит качество наплавленного слоя. Нанесенное покрытие имеет твердость до 43-50 HRC.
Пример 4
Порошок для износостойкой индукционной наплавки деталей получают аналогично примеру 3, но дополнительно вводят бор и компоненты берут при следующем соотношении, мас.%:
Марганец 0,8
Бор 1,0
Флюс для индукционной наплавки 4,0
Кремний 1
Чугун остальное
Анализ экспериментальных и металлографических исследований по использованию порошка для износостойкой индукционной наплавки деталей, полученного по примеру 4, показал, что введение в состав бора позволяет значительно повысить твердость и триботехнические свойства чугуна за счет образования высокотвердых боридов FeB и Fe2B. Но при этом полученная поверхность не удовлетворяет тем, что наблюдается местное оголение поверхности сплава и частичное не расплавление частиц. При этом отделение шлака плохое, площадь, свободная от шлака, составляет до 30% поверхности. Нанесенное покрытие имеют твердость до 50-60 HRC.
Пример 5
Порошок для износостойкой индукционной наплавки деталей получают аналогично примеру 4, но компоненты берут при следующем соотношении, мас.%:
Марганец 1
Бор 2,0
Флюс для индукционной наплавки 5,0
Кремний 1,5
Чугун остальное
Анализ экспериментальных и металлографических исследований по использованию порошка для износостойкой индукционной наплавки деталей, полученного по примеру 5, показал, что увеличение процентного содержания компонентов позволяет получить равномерный наплавленный слой. Такое соотношение компонентов должно обеспечивать максимально возможную для материала на основе чугуна абразивную износостойкость. Нанесенное покрытие имеет твердость до 70 HRC.
Пример 6
Порошок для износостойкой индукционной наплавки деталей получают аналогично примеру 4, но компоненты берут при следующем соотношении, мас.%:
Марганец 1,5
Бор 4,0
Флюс для индукционной наплавки 6,0
Кремний 1,75
Чугун остальное
Анализ экспериментальных и металлографических исследований по использованию порошка для износостойкой индукционной наплавки деталей, полученного по примеру 6, показал, что увеличение процентного содержания компонентов позволяет получить равномерный наплавленный слой и площадь шлакоотделения составляет 90%. Такое соотношение компонентов должно обеспечивать максимально возможную для материала на основе чугуна абразивную износостойкость. Нанесенное покрытие имеет твердость до 70 HRC.
Пример 7
Порошок для износостойкой индукционной наплавки деталей получают аналогично примеру 4, но компоненты берут при следующем соотношении, мас.%:
Марганец 2,0
Бор 6,0
Флюс для индукционной наплавки 7,5
Кремний 2,0
Чугун остальное
Анализ экспериментальных и металлографических исследований по использованию порошка для износостойкой индукционной наплавки деталей, полученного по примеру 7, показал, что увеличение процентного содержания компонентов позволяет получить чистую наплавленную поверхность, а площадь шлакоотделения составляет 80%. Такое соотношение компонентов должно обеспечивать максимально возможную для материала на основе чугуна абразивную износостойкость. Нанесенное покрытие имеет твердость до 70 HRC.
Пример 8
Порошок для износостойкой индукционной наплавки деталей получают аналогично примеру 4, но компоненты берут при следующем соотношении, мас.%:
Марганец 2,0
БоР 7,0
Флюс для индукционной наплавки 9,0
Кремний 2,5
Чугун остальное
Анализ экспериментальных и металлографических исследований по использованию порошка для износостойкой индукционной наплавки деталей, полученного по примеру 8, показал, что наплавленная поверхность имеет подшлаковые углубления на наплавляемой из-за излишнего количества вязкости шлака.
Анализируя представленные составы порошков для износостойкой наплавки деталей, приходим к выводу, что оптимальное содержание компонентов в примерах 5, 6 и 7.
Все образцы наплавлялись в одинаковых условиях и с одинаковыми режимами.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- позволяет снизить стоимость композиции;
- позволяет повысить абразивную износостойкость;
- позволяет повысить качество наплавленного слоя;
- позволяет повысить трещиностойкость сплава.

Claims (1)

  1. Порошок для износостойкой индукционной наплавки деталей, содержащий в качестве компонентов флюс сварочный и чугун, отличающийся тем, что он дополнительно содержит марганец, бор и кремний при следующем соотношении компонентов, мас.%:
    Марганец 1,0-2,0 Бор 2,0-6,0 Флюс сварочный 5,0-7,5 Кремний 1,5-2,0 Чугун Остальное
RU2011131645/02A 2011-07-27 2011-07-27 Порошок для износостойкой индукционной наплавки деталей RU2480317C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011131645/02A RU2480317C2 (ru) 2011-07-27 2011-07-27 Порошок для износостойкой индукционной наплавки деталей

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011131645/02A RU2480317C2 (ru) 2011-07-27 2011-07-27 Порошок для износостойкой индукционной наплавки деталей

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011131645A RU2011131645A (ru) 2013-02-10
RU2480317C2 true RU2480317C2 (ru) 2013-04-27

Family

ID=49119372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011131645/02A RU2480317C2 (ru) 2011-07-27 2011-07-27 Порошок для износостойкой индукционной наплавки деталей

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2480317C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2696119C1 (ru) * 2018-10-01 2019-07-31 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Наплавочный порошок на железной основе

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1676763A1 (ru) * 1989-01-25 1991-09-15 Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова Способ многослойной наплавки чугуна на железоуглеродистую основу издели
RU2123921C1 (ru) * 1997-10-07 1998-12-27 Алтайский государственный технический университет им.И.И.Ползунова Шихта для наплавки

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1676763A1 (ru) * 1989-01-25 1991-09-15 Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова Способ многослойной наплавки чугуна на железоуглеродистую основу издели
RU2123921C1 (ru) * 1997-10-07 1998-12-27 Алтайский государственный технический университет им.И.И.Ползунова Шихта для наплавки

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2696119C1 (ru) * 2018-10-01 2019-07-31 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Наплавочный порошок на железной основе

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011131645A (ru) 2013-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jiang et al. Effect of brazing temperature and holding time on joint properties of induction brazed WC-Co/carbon steel using Ag-based alloy
KR100935816B1 (ko) 내마모성이 우수한 무크롬 철계 경면처리 합금
CN101255522B (zh) 用于铝青铜表面激光熔覆的材料及激光熔覆方法
RU2619547C1 (ru) Порошковая проволока для наплавки
Zhang et al. Effect of molybdenum on the high-temperature properties of TiC-TiB2 reinforced Fe-based composite laser cladding coatings
Hong et al. In-situ reinforced phase evolution and wear resistance of nickel-based composite coatings fabricated by wide-band laser cladding with Nb addition
CN102586670A (zh) 一种原位碳化钛颗粒增强铁基复合材料及其制备方法
CN107059001A (zh) 一种添加Ti元素的WC‑Fe基复合涂层及其制备方法
Duan et al. Microstructure and performance of brazed diamonds with Ni–Cr+ multilayer graphene composite alloy
CN105297004B (zh) 钨极氩弧原位合成碳化钨颗粒增强铁基熔敷层及其加工方法
CN105734557A (zh) 一种碳化钛增强涂层及其制备方法
CN103752818A (zh) 一种用于激光熔覆的含有高铬含量的铁基复合粉末
CN108866538B (zh) 激光熔覆原位合成复合碳化物(Ti,Nb)C强化Ni基涂层及制备
Titov et al. Innovative method of tillage tool hardening
Olejnik et al. Local composite reinforcements of TiC/FeMn type obtained in situ in steel castings
Wu et al. Effect of Mo addition on the microstructure and wear resistance of in situ TiC/Al composite
CN103769765B (zh) 一种含Mo、Cr元素陶瓷相的耐磨堆焊合金及其制备工艺
Xia et al. Influence of WC particle content of Fe-based powder-cored wire on microstructure and properties of plasma cladding reinforced layers
RU2480317C2 (ru) Порошок для износостойкой индукционной наплавки деталей
Ning et al. Effect of ultra-fine WC particles on microstructural evolution and wear behavior of Ni-based nano-CeO2 coatings produced by laser
WO2019189532A1 (ja) 耐摩耗性部品
CN105970047B (zh) 一种替代qt500农机减速机的铝合金材料及其熔模铸造方法
Verezub et al. Performance of a cutting tool made of steel matrix surface nano-composite produced by in situ laser melt injection technology
CN110760837A (zh) 钢铁表面激光熔覆陶瓷增强Ni基复合涂层及其制备方法
CN103302271A (zh) 一种增强低碳合金铸钢表面层硬度及耐磨性的铸渗方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130728