Композиционный состав для электродуговой наплавки износо-коррозионностойкого покрытия

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОМПОЗИЦИОННЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ НАПЛАВКИ ИЗНОСО-КОРРОЗИОННО-СТОЙКОГО ПОКРЫТИЯ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Кураш Вячеслав Владимирович Лисай Николай Константинович Кудина Анна Вячеславовна(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Композиционный состав для электродуговой наплавки износо-коррозионно-стойкого покрытия, включающий электродную низкоуглеродистую легированную марганцем и кремнием проволоку и присадочную смесь, содержащую хром, кремний, бор, медь, углерод, алюминий, кальций и никель при следующем соотношении компонентов, мас.хром 15,0-18,0 кремний 3,0-5,0 бор 4,0-5,0 медь 3,0-5,0 углерод 0,6-1,0 алюминий 0,2-0,4 кальций 0,1-0,2 никель остальное,при этом соотношение проволоки и присадочной смеси составляет 6040. Изобретение относится к области металлургии - получение электродуговой наплавкой износо-коррозионно-стойких металлопокрытий на деталях машин, изготовленных из конструкционных сталей, и может применяться в машиностроении и ремонтном производстве для упрочнения или восстановления рабочих поверхностей деталей, работающих в условиях абразивного и коррозионно-механического изнашивания. Известен состав наплавочного материала для поверхностей, наплавляемых электродной сварочной проволокой Св-08 Г 2 С ГОСТ 2248-70, который не обладает высокой твердостью и износостойкостью. Поэтому такие металлопокрытия легко поддаются коррозионному разрушению и изнашиванию 1. Известны составы материалов металлопокрытий, получаемые легированием - введением в сварочную ванну твердосплавной порошковой присадки из сплавов для наплавки 2. Составы позволяют получать высокую твердость и износостойкость покрытия для ра 15167 1 2011.12.30 боты в условиях интенсивного изнашивания, но не обеспечивают высокую износостойкость при работе в биокоррозионных средах, содержащих биологический фактор. Известен композиционный состав порошкообразного материала для плазменного наплавления покрытий 3, включающий смесь порошков на основе железа и никеля в процентном соотношении 70-75 и 30-35 . Покрытия такого состава обладают высокой износостойкостью при ударно-абразивном воздействии на рабочие поверхности деталей,но слабо противостоят изнашиванию при совместном воздействии абразивного и биологического факторов. Недостатком состава является отсутствие в нем химических элементов(меди и алюминия), тормозящих процессы биокоррозионного разупрочнения наплавленной поверхности и адсорбции металлом водорода. Эти разупрочняющие поверхность металла процессы разрыхляют поверхностный слой, что при трении приводит к ускорению и интенсифиции процессов абразивного и коррозионно-механического изнашивания. Задача, решаемая изобретением, - получение износо-коррозионно-стойких металлопокрытий электродуговой наплавкой на деталях машин, подверженных интенсивному абразивному и коррозионно-механическому износу. Решение поставленной задачи достигается тем, что металлопокрытие формируется на основе низкоуглеродистой легированной марганцем и кремнием сварочной проволоки Св-08 Г 2 С ГОСТ 2246-70, в расплав которой включают металлопорошковую присадочную смесь на основе никеля и легирующих химических элементов в следующем компонентном соотношении, мас.хром 15,0-18,0 кремний 3,0-5,0 бор 4,0-5,0 медь 3,0-5,0 углерод 0,6-1,0 алюминий 0,2-0,4 кальций 0,1-0,2 никель остальное,при этом соотношение электродной проволоки и металлопорошковой присадочной смеси составляет соответственно 6040. Использование предлагаемого состава для электродуговой наплавки обеспечивает решение поставленной изобретением задачи за счет следующих эффектов 4 1. Легирование расплава ванны металла предлагаемым составом упрочняющей присадочной смеси приводит к значительному увеличению количества упрочняющих фаз. Формируется сложное гетерофазное строение покрытия (бориды типа , 2, ,32, карбобориды 8, 236, силициды типа 2, 2747, 52 и др.). Наличие в покрытии боридов, карбоборидов и силицидов обеспечивает получение высокой твердости наплавленного слоя. 2. Включение в состав металлопокрытия медной компоненты позволяет формировать покрытие с низкой коррозионной проницаемостью, а повышенная износостойкость покрытия обеспечивается карбидно-боридными фазами, распределенными в мягкой железомедно-никелевой матрице. Кроме того, медная компонента образует на поверхности окислы меди, обладающие биоцидными свойствами, что подавляет активность биологического фактора, а следовательно, препятствует интенсификации коррозионных процессов. 3. Введение в состав упрочняющей смеси алюминия позволяет повысить стойкость покрытия к наводороживанию. Кальций связывает азот, кислород и серу в стойкие тугоплавкие соединения, рафинирует и модифицирует наплавленный металл, в результате чего увеличивается стойкость против образования кристаллизационных трещин. Изменения процентного соотношения компонентов в износо-коррозионно-стойком материале приводят к нарушению фазового состава и структуры покрытия, что ухудшает физико-механические и эксплуатационные свойства материала. 2 Пример На стальные заготовки размером 702512 мм электродуговой наплавкой плавящимся электродом из проволоки Св-08 Г 2 С наносились металлопокрытия с введением в расплав металла порошковой присадочной смеси заявляемого состава. Из заготовок с наплавленным покрытием вырезались образцы размером 12124 мм для проведения испытаний на изнашивание, причем толщина 4 мм соответствовала толщине наплавленного слоя. Из полученных образцов формировали 5 групп. Образцы каждой группы готовились таким образом, чтобы поверхность каждого образца представляла собой зону, удаленную от поверхности наплавки вглубь наплавленных валиков соответственно на 0,0 1,0 1,5 2,0 и 2,5 мм. Для наплавки композиционного состава износо-коррозионно-стойкого покрытия применялись сварочная электродная проволока Св-08 Г 2 С ГОСТ 2246-70,присадочная смесь в следующем компонентном соотношении, мас.хром 15,0-18,0 кремний 3,0-4,0 бор 4,0-5,0 медь 3,0-5,0 углерод 0,6-1,0 алюминий 0,2-0,4 кальций 0,1-0,2 никель остальное. Упрочняющая присадочная смесь готовилась путем перемешивания компонентов фракционного состава 0,3-0,6 мм. Оценку износостойкости наплавленных поверхностей проводили по результатам изнашивания на машине трения в абразивных и коррозионных средах с факторами биоразрушений. Величина износа определялась на профилографе-профилометре модели 252 по глубине вытертой канавки. Результаты испытаний предлагаемого состава для электродуговой наплавки износо-коррозионно-стойкого покрытия приведены в таблице. Результаты испытаний на изнашивание наплавленных покрытий при контактном давлении Р 15 МПа, длине пути трения 1 км ИнтенУсредИзнос, мкм сивненная ность Способ наплавки Присадочный велиизнаГруппы деталей поверхностей материал чина шиваизноса,ния, 12345 мкм мкм/км 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Электродуговая наплавка электродной нет 9830 10100 9720 10450 10800 10180 10180 проволокой Св-08 Г 2 С Электродуговая наплавка электродной провоПГ-45700 5650 5750 5600 5700 5680 5680 локой Св-08 Г 2 С с порошковой присадкой Электродуговая наплавка электродной нет 1100 1050 1180 1100 1220 1086 1086 проволокой Св-08 Г 2 С Электродуговая наплавка электродной провоПГ-4570 560 580 550 560 564 564 локой Св-08 Г 2 С с порошковой присадкой 3 15167 1 2011.12.30 Источники информации 1. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением / Под ред. Б.Е.Патона. - . Машиностроение, 1974. - 768 с. 2. Дорожкин Н.Н. Дуговая газопорошковая наплавка / Н.Н.Дорожкин, Н.Н.Петюшев. Минск Беларусь, 1989. - 94 с. 3. Композиционный состав порошкообразного материала для плазменного наплавления покрытий патент 2 342 467 1 / С.В. Карцев, А.Н.Петров, Д.А.Гаврилов,М.Н.Ерофеев, Ивановский заявитель - Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-технический университет при федеральном агенстве специального строительства 2007108249/02, подана 06.03.2007// Бюл. 36. - 27.12.2008. 4. Кудина А.В. Технология формирования износо-коррозионно-стойких композиционных металлопокрытий электродуговой наплавкой с применением ультразвука Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. 05.03.01/Кудина А.В. - Минск БНТУ,2009. - 23 с. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4

МПК / Метки

МПК: B23K 9/04

Метки: наплавки, композиционный, покрытия, электродуговой, износо-коррозионностойкого, состав

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/4-15167-kompozicionnyjj-sostav-dlya-elektrodugovojj-naplavki-iznoso-korrozionnostojjkogo-pokrytiya.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Композиционный состав для электродуговой наплавки износо-коррозионностойкого покрытия</a>

Похожие патенты