RU2154563C1 - Композиция для индукционной наплавки - Google Patents
Композиция для индукционной наплавки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2154563C1 RU2154563C1 RU99107538A RU99107538A RU2154563C1 RU 2154563 C1 RU2154563 C1 RU 2154563C1 RU 99107538 A RU99107538 A RU 99107538A RU 99107538 A RU99107538 A RU 99107538A RU 2154563 C1 RU2154563 C1 RU 2154563C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- boron
- composition
- iron
- surfacing
- nickel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для индукционной наплавки деталей машин, работающих в условиях интенсивного абразивного износа и при интенсивных ударных нагрузках. Композиция для индукционной наплавки, состоящая из матрицы твердого сплава на основе железа с закрепленными в ней зернами металлокерамики, содержит следующие компоненты, мас. %: углерод 2,4 - 2,7, хром 18 - 22, никель 14 - 18, кремний 0,8 - 1,0, бор 1,5 - 2,2, марганец 9 - 11. Технический результат заключается в упрочнении поверхности деталей и узлов, работающих в условиях ударного нагружения с высокими контактными нагрузками. 2 табл.
Description
Изобретение относится к сварочному производству и может быть применено для индукционной наплавки деталей машин, работающих в условиях интенсивного абразивного износа и имеющие значительные ударные нагрузки.
Известен состав шихты для наплавки (см. авт. св. N 1757830, кл. В 23 К 35/36, Б.32, 1992 г.), включающий твердый сплав, карбид бора и железную окалину при следующем соотношении компонентов: мас.%:
Железная окалина - 4 - 10
Карбид бора - 4 - 9
Твердый сплав - Остальное
Недостатком известного состава шихты является то, что при наплавке деталей этой шихтой, они не могут работать в абразивной среде при режимах высоких контактных нагрузок, т.к. железная окалина не дает возможности создавать композитный материал, содержащий износостойкие фракции, имеющие твердость, сопоставимую или большую чем твердость абразива, что сужает технологические возможности шихты.
Железная окалина - 4 - 10
Карбид бора - 4 - 9
Твердый сплав - Остальное
Недостатком известного состава шихты является то, что при наплавке деталей этой шихтой, они не могут работать в абразивной среде при режимах высоких контактных нагрузок, т.к. железная окалина не дает возможности создавать композитный материал, содержащий износостойкие фракции, имеющие твердость, сопоставимую или большую чем твердость абразива, что сужает технологические возможности шихты.
За прототип выбран состав матрицы композиционного сплава для износостойкой наплавки (см. авт. св. N 521100, кл. В 23 К 35/30, С 22 C 38/32, Б. 26, 1976 г.), включающий кремний марганец, хром, никель, железо и дополнительно содержит углерод, бор, молибден при следующем соотношении компонентов, вес %:
Углерод - 0,15 - 0,2
Кремний - 0,2 - 0,5
Марганец - 0,5 - 1,0
Хром - 0,7 - 1,5
Никель - 0,5 - 1,5
Молибден - 0,8 - 1,5
Бор - 0,002 - 0,005
Железо - Остальное
Однако предложенный состав предназначен для создания матрицы твердого сплава посредством электрошлаковой наплавки. Использовать этот состав при индукционной наплавке не представляется возможным, так как температура плавления состава находится в пределах 1400oC, что подтверждается низким содержанием углерода. При индукционной наплавке температура плавления должна быть ниже 1250oC, в противном случае он перегревается и течет. Это обстоятельство указывает на недостаточное качество известного состава и снижения его технологических возможностей.
Углерод - 0,15 - 0,2
Кремний - 0,2 - 0,5
Марганец - 0,5 - 1,0
Хром - 0,7 - 1,5
Никель - 0,5 - 1,5
Молибден - 0,8 - 1,5
Бор - 0,002 - 0,005
Железо - Остальное
Однако предложенный состав предназначен для создания матрицы твердого сплава посредством электрошлаковой наплавки. Использовать этот состав при индукционной наплавке не представляется возможным, так как температура плавления состава находится в пределах 1400oC, что подтверждается низким содержанием углерода. При индукционной наплавке температура плавления должна быть ниже 1250oC, в противном случае он перегревается и течет. Это обстоятельство указывает на недостаточное качество известного состава и снижения его технологических возможностей.
Задача предлагаемого изобретения состояла в разработке состава композиции для индукционной наплавки, позволяющей повысить качество наплавляемого металла, работающего в условиях высоких контактных и ударных нагрузок в абразивной среде.
Поставленная задача достигается тем, что в известной композиции для индукционной наплавки, включающей в качестве компонентов углерод, хром, никель, кремний, бор, марганец и железо и состоящей из матрицы твердого сплава на основе железа с закрепленными в ней зернами металлокерамики, компоненты содержатся при следующем соотношении, маc.%:
Углерод - 2,4 - 2,7
Хром - 18 - 22
Никель - 14 - 18
Кремний - 0,8 - 1,0
Бор - 1,5 - 2,2
Марганец - 9 - 11
Железо - Остальное
Сущность изобретения состоит в следующем.
Углерод - 2,4 - 2,7
Хром - 18 - 22
Никель - 14 - 18
Кремний - 0,8 - 1,0
Бор - 1,5 - 2,2
Марганец - 9 - 11
Железо - Остальное
Сущность изобретения состоит в следующем.
Известно, что в условиях абразивного износа со значительными ударами, положительные результаты получены при наплавке композиционными материалами. Последние состоят из шихты и зерен металлокерамических твердых сплавов (ТВК, ВТК и др. ). При этом надежное закрепление зерен обеспечивается в матрице, основой которого является сплав ПГ-УСЧ-35 с увеличеннным содержанием никеля. Это достигается за счет введения в ПГ-УСЧ-35 15% сплава ПГ-Х20Н80 (ТУУ 322-19-004-96).
Для повышения твердости и износостойкости полученной связи в нее дополнительно вводили бор.
Введение последнего способствовало образованию легкоплавкой эвтектики Fe-Cr-B-C с температурой плавления 1100oC, что позволило снизить температуру наплавки на 100 - 150oC и тем самым исключить перегрев основного металла, и выгорание легирующих элементов. При наличии атомов бора и температуры более 1050oC появляется возможность образования боридов и карбоборидов, типа MB, М2В, M(B1C), M2(B1C).
Металлографическими исследованиями установлено, что при взаимодействии атомарного бора и углерода образуются сложные карбобориды, бороцементий и боридная эвтектика. В структуре наплавленного металла наряду с карбидами хрома и железа (Cr7 С3 и Fe3C) имеются все вышеперечисленные структурные составляющие. Бор легирует карбиды хрома и повышает их микротвердость с H0,98-12000 - 13000 МПа до H0,98 15000 - 16000 МПа.
Карбобориды M2(B1C) имеют микротвердость Н0,98-13700 - 17000 МПа карбобориды M(B1C) - H0,9817000 - 22000 МПа бороцементий -Fe3C1B H0,98 9000 - 11000 МПа. Микротвердость эвтектики повышается с Н0,985000 - 7000 МПа до Н0,98 8100 - 11000 МПа.
Таким образом, твердость наплавленного металла повышается с 45 - 50 HRC до 60 - 62 HRC, что способствует существенному повышению износостойкости, а следовательно, его качеств и технологических свойств (жидкотекучесть, раскисление).
Пример.
В Инженерном центре "Сплав" в производственных условиях изготавливают шихту из порошковых материалов, содержащую, мас.%:
ПГ-УСЧ-35 - 85;
ПГ-Х20Н80 - 15.
ПГ-УСЧ-35 - 85;
ПГ-Х20Н80 - 15.
Смесь порошков перемешали в шнековом смесителе в течение 15 мин для получения однородной массы. Варианты различных составов смеси представлены в табл. I.
Анализируя представленные составы смесей, приходим к выводу, что увеличение содержания никеля с одновременным снижением содержания углерода приводит к уменьшению твердости сплава и его износостойкости при высоких контактных нагрузках.
Исходя из этого выбрана композиция ПГ-УСЧ-35 + ПГ-Х20Н80, имеющая в наплавленном металле следующий состав: С - 1,9%, Cr - 19,0%, Ni - 15%, Mn - 9,3%, Si - 0,8%, имеющую твердость HRC 40-42.
Для повышения износостойкости, а соответственно и твердости, проводили дополнительное легирование полученного состава бором в виде порошка грянуляцией 60 ммк, в количестве 1 - 4% от металлической составляющей.
Смесь компонентов перемешали в смесителе в течение 10 минут для получения однородной шихты для наплавки.
В табл. II представлены составы испытываемых наплавочных шихт с различным содержанием компонентов.
Каждый из приготовленных составов шихты был наплавлен на плоские образцы из стали марки Ст. 3, размерами 60 х 25 х 4 в одинаковом петлевом индукторе высокочастотной установки ВЧГ-63/0,44.
Толщина наплавленного слоя составила 1,4 - 1,6 мм. Полученные составы шихты на стальной поверхности имеют следующие свойства (см. табл. II).
Оптимальное содержание компонентов в шихте для индукционной наплавки находятся в пределах (мас. в %):
Углерод - 2,4 - 2,7
Хром - 18 - 22
Никель - 14 - 18
Кремний - 0,8 - 1,0
Бор - 1,5 - 2,2
Марганец - 9 - 12
Железо - Остальное
При введении в шихту компонентов меньше нижнего предела наблюдается снижение твердости сплава. Повышение компонентов больше верхнего предела приводит к значительному повышению боридов и карбоборидов, которые приводят к охрупчиванию наплавленного металла.
Углерод - 2,4 - 2,7
Хром - 18 - 22
Никель - 14 - 18
Кремний - 0,8 - 1,0
Бор - 1,5 - 2,2
Марганец - 9 - 12
Железо - Остальное
При введении в шихту компонентов меньше нижнего предела наблюдается снижение твердости сплава. Повышение компонентов больше верхнего предела приводит к значительному повышению боридов и карбоборидов, которые приводят к охрупчиванию наплавленного металла.
Затем в полученную наплавочную шихту добавляют гранулированный металлокерамический материал до 40% и флюс, получая таким образом композиционный материал. При наплавке последнего в переходной зоне (зоне сплавления) отсутствуют хрупкие составляющие, структура сплава аустенитная. При многократном ударном нагружении выкрашивания твердых частиц не отмечено.
Использование предложенной композиции позволяет упрочнять поверхности деталей и узлов, работающих в условиях ударного нагружения с высокими контактными нагрузками.
Упрочненные предложенной композицией заходные футеровки щебнеочистительных машин при эксплуатационных испытаниях показали повышение их работоспособности в четыре раза, при снижении себестоимости в два раза.
Claims (1)
- Композиция для индукционной наплавки, содержащая в качестве компонентов углерод, хром, никель, кремний, бор, марганец и железо и состоящая из матрицы твердого сплава на основе железа с закрепленными в ней зернами металлокерамики, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
Углерод - 2,4 - 2,7
Хром - 18 - 22
Никель - 14 - 18
Кремний - 0,8 - 1,0
Бор - 1,5 - 2,2
Марганец - 9 - 11
Железо - Остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99107538A RU2154563C1 (ru) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | Композиция для индукционной наплавки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99107538A RU2154563C1 (ru) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | Композиция для индукционной наплавки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2154563C1 true RU2154563C1 (ru) | 2000-08-20 |
Family
ID=20218451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99107538A RU2154563C1 (ru) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | Композиция для индукционной наплавки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2154563C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2666822C2 (ru) * | 2014-04-28 | 2018-09-12 | Либурди Инжиниринг Лимитед | Пластичный борсодержащий сварочный материал на основе никеля |
RU2759923C1 (ru) * | 2018-07-02 | 2021-11-18 | Хеганес Аб (Пабл) | Композиции износостойких сплавов на основе железа, включающие никель |
-
1999
- 1999-04-12 RU RU99107538A patent/RU2154563C1/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2666822C2 (ru) * | 2014-04-28 | 2018-09-12 | Либурди Инжиниринг Лимитед | Пластичный борсодержащий сварочный материал на основе никеля |
RU2759923C1 (ru) * | 2018-07-02 | 2021-11-18 | Хеганес Аб (Пабл) | Композиции износостойких сплавов на основе железа, включающие никель |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI62345B (fi) | Slitdetalj eller slitdel | |
CA2720307C (en) | Hard-facing alloys having improved crack resistance | |
US4101318A (en) | Cemented carbide-steel composites for earthmoving and mining applications | |
JP5253738B2 (ja) | 硬化肉盛合金鉄材料 | |
RU2619547C1 (ru) | Порошковая проволока для наплавки | |
US8795448B2 (en) | Wear resistant materials | |
CN106521300A (zh) | 高硬度耐磨复合钢板及其制备方法 | |
US2507195A (en) | Composite surfacing weld rod | |
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 | |
RU2154563C1 (ru) | Композиция для индукционной наплавки | |
GB2122525A (en) | Method of hard facing metal substrates and improved flux composition therefor | |
CN114393346B (zh) | 一种Fe2B-VB联合增强高硼铁基耐磨堆焊合金层及其制备方法 | |
GB2120276A (en) | Cobalt alloy for build-up welding having improved resistance to weld crack | |
KR960006038B1 (ko) | 내마모성이 우수한 크롬탄화물형 합금 | |
JPH0112828B2 (ru) | ||
KR960000413B1 (ko) | 표면 경화 육성 용접용 플럭스 코어드 와이어(Flux Cored Wire) 및 융착금속 | |
SE452422B (sv) | Elektrod for pasvetsning bestaende av en pulverfylld mantel av ett lagkolhaltigt stal | |
JPH01104407A (ja) | 耐摩耗部材 | |
US4717537A (en) | Process for making metallic alloys using precarburized ferroalloys | |
RU2120491C1 (ru) | Износостойкий сплав | |
SU1757830A1 (ru) | Состав шихты дл наплавки | |
Huang et al. | Effects of Graphite Additions on Microstructures and Wear Resistance of Fe-Cr-C-Nb Hardfacing Alloys | |
KR100198972B1 (ko) | 내마모성이 우수한 복합탄화물형 합금 | |
RU2094522C1 (ru) | Сплав на основе железа для порошковых газотермических покрытий | |
Yaz | In situ formation of square shaped Fe2B borides in coated surface produced by GTAW |