CS270273B1

CS270273B1 - Method of stripping-operations machines' functional parts production

Info

Publication number: CS270273B1
Application number: CS873054A
Authority: CS
Inventors: Miloslav Doc Ing Csc Bartuska; Miroslav Ing Havrda; Karel Ing Zverina; Karel Zdarsky
Original assignee: Miloslav Doc Ing Csc Bartuska; Havrda Miroslav; Zverina Karel; Karel Zdarsky
Priority date: 1987-04-29
Filing date: 1987-04-29
Publication date: 1990-06-13
Also published as: CS305487A1

Abstract

Řešení se týká oblasti strojírenské technologie. Na pracovní plochu základního tělesa se žárově nastříká první složka povrchové vrstvy, na níž se natavováním nanese druhá složka povrchové vrstvy, první složka obsahuje 0,1 ež 32 % hmot. Cr, 1,8 až 96 % hmot. Ni, 0,8 až 4,5 hmot. Si, 0,1 až 2,6 % hmot. C a 0,1 až 3,7 % hmot. 8. Druhá složka obsahuje 2,2 až 62,4 % hmot. Ni a 35 až 55 % hmot. karbidů kovů.The solution concerns the field of engineering technology. On the base workspace the first surface component is sprayed hot layer on which it is applied by melting second surface layer component, first the component contains 0.1 to 32 wt. Cr, 1.8 to 96 wt. Ni, 0.8 to 4.5 wt. Are you 0.1 to 2.6 wt. % C and 0.1 to 3.7 wt. 8. The second component contains 2.2 to 62.4% wt. Ni and 35 to 55 wt. metal carbides.

Description

CS 270273 B1 1CS 270273 B1 1

Vynález se týká způsobu výroby funkčních součástí strojů pro zemní práce, sestává»jících ze základního tělesa, na které se nanáěí otěruvzdorný povlak.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing functional components of earthmoving machines comprising a base body to which an abrasion-resistant coating is applied.

Funkční části strojních zařízení, které se při svém technologickém použití dostá-vají do styku se zeminou, jsou vystavovány abrazivnímu působeni zeminy a namáhány mecha-nickými rázy při styku s úlomky kompaktních složek zeminy. Oedná se například o funkčníčásti strojních zařízení, které se používají při těžbě uhlí, rud, nerudních surovin,o funkční části strojních zařízení, používaných při zpracováni a úpravě uhlí, rud, ne-rudních surovin a o funkční části strojních zařízení pro obdělávání zemědělské půdya podobně.The functional parts of the machinery, which in their technological use come into contact with the soil, are subjected to the abrasive action of the soil and subjected to mechanical shocks when in contact with fragments of compact soil components. For example, the functional parts of machinery used in coal, ore, or non-ore mining, the functional part of machinery used in the processing and treatment of coal, ores, non-ore raw materials, and the functional part of farmland machinery and the like.

Technologická životnost těchto funkčních částí strojních zařízeni je odvislá' odschopnosti konstrukčních materiálů odolávat vlivům otěru a mechanickým rázům zeminya proto je v této oblasti používáno speciálně legovaných kovových materiálů.The technological lifetime of these functional parts of machinery depends on the ability of structural materials to withstand the effects of abrasion and mechanical impacts of the soil, and therefore specially alloyed metal materials are used in this area.

Zvyšováni technologických životnosti funkčních součástí pomoci vysoce a speciálnělegovaných kovových konstrukčních materiálů má vSak svoje limity jak z hlediska výrob-ních technologii těchto konstrukčních materiálů, tak z hlediska ekonomických parametrů,spojených s používáním těchto materiálů v realizační sféře. □ednlm z možných způsobů jak dosáhnout zvýěeni otěruvzdornosti a odolnosti funkč-ních částí strojního zařízení proti namáháni mechanickými rázy bez nároků na zkvalitňo-vání současně používaných kovových konstrukčních materiálů, je opatřit tyto konstrukčnímateriály povrchovými vrstvami, které mají potřebnou otěruvzdornost vůči zemině a jsouodolné vůči namáháni mechanickými rázy následkem nárazu na zpevněné úlomky zeminy.However, increasing the technological lifetime of functional components through the use of highly and specially coated metal construction materials has its limits both in terms of manufacturing technology of these structural materials and in terms of economic parameters associated with the use of these materials in the realization sphere. One of the possible ways to increase the abrasion resistance and resistance of functional parts of the machinery against mechanical shock loads without the need to improve the currently used metal structural materials is to provide these structural materials with surface layers that have the necessary abrasion resistance to the soil and are resistant to stress mechanical shocks due to impact on reinforced soil fragments.

Povrchové vrstvy, které jsou vytvářeny technologiemi žárového stříkání, zejménanekovových tvrdých materiálů, například na bázi oxidů nebo karbidů, na kovové podložnímateriály se sice vyznačuji vyěši tvrdosti nežli kovový podložní materiál, ale v provoz-ních podmínkách je nevýhodou těchto povrchových vrstev nedostatečná adheze k podložnímumateriálu. Povrchové vrstvy, které jsou vytvářeny technologiemi navařování na kovové po-dložní materiály se sice vyznačují dostatečnou adhezl k podložnímu materiálu, ale v pro-vozních podmínkách je nevýhodou těchto povrchových vrstev jejich nedostatečná odolnostoproti namáháni mechanickými rázy, tj. dochází k mechanické destrukci systému podložnímateriál - návar následkem úderů kamenů nebo nárazů na skalní útvary.Although the surface layers formed by the spraying technologies, especially hard metal materials, such as those based on oxides or carbides, on metal substrates are characterized by higher hardness than the metal backing material, the disadvantage of these surface layers is the lack of adhesion to the backing material. The surface layers that are formed by the surfacing technologies on the metal backing materials are characterized by sufficient adhesion to the backing material, but under operating conditions the disadvantage of these surface layers is their inadequate resistance to mechanical shocks, i.e. mechanical destruction of the backing material. surfacing due to stone strikes or rock formations.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob výroby funkčních součástí strojů pro zemni prá-ce, sestávajících ze základního tělesa, na které se nanáěí otěruvzdorný povlak, podle vy-nálezu. Oeho podstata spočívá v tom, že se na pracovní plochu základního tělesa žárověnastříká první složka povrchové vrstvy, sestávající z 9,0 až 32 % hmot. chrómu, 1,8 až 86,5 % hmot. niklu, 0,8 až 4,5 % hmot. křemíku, 0,1 až 2,6 % hmot. uhlíku a 0,1 až 3,7 %hmot. bóru, na níž se natavováním nanese druhé složka povrchové vrstvy, sestávajícíz 2,2 až 46,5 % hmot. niklu a 35 až 55 % hmot. karbidu wolframu a/nebo titanu a/neboniobu a/nebo vanadu. Podle dalších význaků vynálezu může první složka povrchové vrstvyobsahovat 0,6 až 5,5 % hmot. molybdenu, 3,9 až 13,1 % hmot. wolframu a 39 až 70,7 %hmot. kobaltu. Déle je výhodné, když druhá složka povrchové vrstvy obsahuje 3,2 až 18,2 %hmot. chrómu, 8,8 až 12,6 % hmot. wolframu, 21,4 až 31 % hmot. kobaltu, 1,5 až 2,0 %hmot. bóru a 2 až 3 % hmot. křemíku. Základní výhoda způsobu podle vynálezu spočívá v dosaženi dobré adheze k podložnímukovovému materiálu, dobré odolnosti vůči otěru a dobré odolnosti vůči namáhání mechanic-kými rázy. Vlivem ohřevu celého materiálového systému dochází k dokonalému propojeniobou vrstev, které je podmíněno podobnosti v chemickém složeni spodní vrstvy vytvářenéžárovým stříkáním a pojivá v kompozitní vrchní vrstvě, vytvářené tavícím procesem. Vli-vem tepelného efektu se vytváří v pórovitějšl spodní vrstvě vytvářené žárovým stříkánímurčitý gradient v pórovitosti, který klesá směrem ke kontaktu s vrchní vrstvou, vytváře-nou tavičím procesem.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the method of manufacturing functional components of earthwork machines consisting of a base body to which an abrasion-resistant coating is applied, according to the invention. The essence of this is that the first surface layer component, consisting of 9.0 to 32 wt. % chromium, 1.8 to 86.5 wt. % nickel, 0.8 to 4.5 wt. % silicon, 0.1 to 2.6 wt. % carbon and 0.1 to 3.7 wt. boron, on which a second surface layer component consisting of 2.2 to 46.5 wt. % nickel and 35 to 55 wt. tungsten and / or titanium carbide and / or nonobium and / or vanadium. According to further features of the invention, the first surface layer component may comprise 0.6 to 5.5% by weight. % molybdenum, 3.9 to 13.1 wt. tungsten and 39 to 70.7 wt. cobalt. It is further preferred that the second surface layer component comprises from 3.2 to 18.2% by weight. % chromium, 8.8 to 12.6 wt. tungsten, 21.4 to 31 wt. % cobalt, 1.5 to 2.0 wt. % boron and 2 to 3 wt. silicon. The main advantage of the process according to the invention consists in achieving good adhesion to the undercoat material, good abrasion resistance and good resistance to mechanical shock. Due to the heating of the entire material system, a perfect interconnection of the layers occurs, which is conditioned by the similarity in the chemical composition of the bottom layer produced by the heat spraying and the binders in the composite top layer produced by the melting process. As a result of the thermal effect, a porous porosity gradient is formed in the porous bottom layer formed by the hot spraying, which decreases towards contact with the top layer formed by the melting process.

Nanesením otěruvzdorné povrchové vrstvy pouze na jednu plochu funkčního dílu, na-příklad plužni čepele, zpravidla na vnější pracovní stranu a ponecháním vnitřní pracovní 2 CS 270273 01 plochy bez povrchové ochrany vede mimoto k samoostřícímu účinku. Funkční část stroje siv průběhu opotřebení zachovává ostrý břit, a tím i konstantní technologickou funkciv celém průběhu technologického nasazení.In addition, by applying an abrasion-resistant surface layer to only one surface of the functional part, for example a blade, generally to the outer working side and leaving an internal working surface without surface protection, it also leads to a self-sharpening effect. The functional part of the machine keeps the sharp cutting edge in the course of wear and thus the constant technological function of the entire technological application.

Tvrdost povrchové vrstvy, která je vytvářena žárovým stříkáním, je nižší, nežlitvrdost povrchové vrstvy vytvářená tavícím procesem. Tloušťka vrstvy vytvářené žárovýmstříkáním je menSÍ, zpravidla 0,15 až 1 mm než tloušlka povrchové vrstvy vytvářené ta-vícím procesem, který dosahuje 0,20 až 3 mm. Mezi oběma vrstvami je i určitý rozdílv pórovitosti, protože pórovitoet vrstvy tytvářené žárovým stříkáním dosahuje 0,5 až5 %, zatímco pórovitoet vrstvy vytvářené tavícím procesem zpravidla nepřesahuje 0,1 %,The hardness of the surface layer formed by the spraying is lower than the hardness of the surface layer produced by the melting process. The thickness of the sputtering layer is less, typically 0.15 to 1 mm, than the thickness of the surface layer produced by the drawing process, which is 0.20 to 3 mm. There is also a certain difference in porosity between the two layers, since the porosity of the hot spraying layer is between 0.5% and 5%, while the porosity of the layer formed by the melt process typically does not exceed 0.1%.

Podložní kovový materiál se před nanášením otěruvzdorných povrchových vrstev očis-tí a zdrsní otryskánlm například korundovým zrnem aby bylo dosaženo nerovnosti povrchu.The underlying metal material is cleaned and abraded with, for example, corundum grain prior to the application of the abrasion-resistant surface layers in order to obtain uneven surface.

Způsob podle vynálezu je dále blíže popsán na několika příkladech provedení. Příklad 1The process according to the invention is described in more detail below on several examples. Example 1

Na kovový podložní materiál, ze kterého byly vyrobeny čepele pluhu, byla nanesenažárovým stříkáním povrchové vrstva, jejíž první složka obsahovala 1,4 % hmot. bóru0,1 % hmot. uhlíku9,0 % hmot. chrómu3,0 % hmot. křemíku 86,5 % hmot. niklu.On the metal backing material from which the plow blades were made, a surface layer, the first component of which contained 1.4 wt. boron 0.1 wt. % carbon; % chromium 3.0 wt. % silicon 86.5 wt. nickel.

Potom byla nanesena povrchová vrstva, vytvářená natavovánim pomocí kyslíko-acetyle-nového hořáku, jejíž druhá složka obsahovala 1.5 % hmot. bóru2,0 % hmot. křemíku 46,5 % hmot. niklu 50,0 % hmot. karbidu wolframu /WgC a WC/Then, a surface layer formed by melting with an oxygen-acetylene burner, the second component of which contained 1.5 wt. boron2.0 wt. % silicon 46.5 wt. % nickel 50.0 wt. tungsten carbide / WgC and WC /

Technologická životnost čepele pluhu s touto povrchovou vrstvou byla pětkrát delší,nežli u čepeli pluhu bez povrchové vrstvy v konkrétních podmínkách orby. zachováním kon-stantní ostrosti břitu v průběhu technologické životnosti čepele bylo potlačeno zvyšová-ní odporu orby během opotřebovávání čepele a spotřeba pohonných hmot se snížila o 25 %. Příklad 2The technological lifetime of the plow blade with this surface layer was five times longer than that of a plow blade without a surface layer in specific plowing conditions. by maintaining constant edge sharpness during the blade's technological life, the increase in plowing resistance during blade wear was suppressed and fuel consumption was reduced by 25%. Example 2

Na transportní šnek, určený pro šnekový dopravník uhlí, cementářského slínku, sklářského kmene, rudní drti a podobně, vyrobený z ocele, byla nanesena technologii žárovéhostříkáni povrchová vrstva, jejíž první složka obsahovala 3,7 % hmot. bóru0,9 % hmot. uhlíku 16.7 % hmot. chrómu 4.5 % hmot. křemíku74,2 % hmot. nikluFor the conveyor screw, designed for the coal, cement clinker, glass batch, ore grit or the like, made of steel, the surface coating technology was applied, the first component of which contained 3.7 wt. boron 0.9% wt. % 16.7 wt. % chromium 4.5 wt. % silicon 74.2 wt. nickel

Potom byla nanesena povrchová vrstva, vytvářená natahováním pomoci plazmového ho-řáku při transferovaném elektrickém oblouku, jejíž druhá složka obsahovala 2,0 % hmot. bóru3,0 % hmot. křemíku 3,2 % hmot. chrómu 36.8 % hmot. niklu 55,0 % hmot. karbidu titanu.Then, a surface layer formed by stretching by means of a plasma torch at a transferred electric arc was applied, the second component of which contained 2.0% by weight. boron 3.0% wt. % silicon 3.2 wt. % chromium 36.8 wt. % nickel 55.0 wt. titanium carbide.

Technologická životnost šneku při dopravě uhlí pro briketárnu byla čtyřikrát delší,než u šneků bez povrchových vrstev.The service life of the screw in the coal transport for the briquetting plant was four times longer than for the screws without the surface layers.

Claims

Example 3 On a functional part of a bulldozer blade made of steel, a heat-spraying technology was applied by means of a plasma torch with a non-transferable electric arc surface layer, the first component of which contained 22.0% by weight. % chromium 0.6 wt. % molybdenum 1.8 wt. % nickel 0.8 wt. % silicon 3.9 wt. tungsten 0.1 wt. % carbon; boron 70.7 wt. cobalt. The surface layer formed by melting was then applied by means of an oxyacetylate burner whose second component contained 12.6% by weight. % chromium 2.2 wt. % nickel8.8 wt. tungsten 21.4 wt. % cobalt 55.0 wt. vanadium carbide and tungsten carbide During the earthworks on the road construction, the 5-fold blade lifetime was achieved than the plowless blade. EXAMPLE 4 A surface layer, the first component of which contained 32% by weight, was applied to the functional surface of a steel conveyor trough for transporting aqueous suspensions of crushed ores and non-metallic raw materials by means of spraying by means of a plasma torch. % chromium 5.5 wt. molybdenum 3.1 wt. % nickel 2.2 wt. % silicon 13.1 wt. tungsten 2.6 wt. % carbon, 2.5 wt% boron, 39.0 wt%. cobalt. then a surface layer formed by melting with an oxygen-acetylene burner, the second component of which contained 18.2 wt. % chromium 3.2 wt. % nickel 12.6 wt. tungsten 31.0 wt. % cobalt 35.0 wt. tungsten carbide and titanium. The lifetime of the transporter trough was four times longer than that of the surface-free trough in the transport conditions of the water suspension of tungsten-tin ore. BACKGROUND OF THE INVENTION

A method for producing functional components of earthwork machines, comprising a base body, to which an abrasion-resistant coating is applied, characterized in that a first surface layer component consisting of CS 270273 B1 of 9 to 32% by weight is sprayed onto the working surface of the base body. % chromium, 1.8 to 86.5 wt. % nickel, 0.8 to 4.5 wt. % silicon, 0.1 to 2.6 wt. % carbon and 0.1 to 3.7 wt. boron, on which the second layer of the surface layer consisting of 2.2 to 46.5 wt. % nickel and 35 to 55 wt. tungsten carbide and / or titanium and / or niobium and / or vanadium carbides.

2. A process according to claim 1, wherein the first surface layer component comprises 0.6 to 5.5% by weight. molybdenum.

3. The process according to claim 1, wherein the first surface layer component comprises 3.9 to 13.1% by weight. tungsten. 4. A process according to any one of claims 1 to 3, wherein the first surface layer component comprises 39 to 70.7% by weight. cobalt.

5. A process according to any one of claims 1 to 4, wherein the second surface layer component comprises 3.2 to 18.2% by weight. chromium.

6. A process according to any one of claims 1 to 5, wherein the second surface layer component comprises 8.8 to 12.6% by weight. tungsten.

7. A process according to claim 6 wherein the second surface layer component comprises 21.4 to 31% by weight. cobalt.

8. A process according to any one of claims 1 to 6, wherein the second surface layer component comprises 1.5 to 2.0 wt. boron.

9. A method according to any one of claims 1 to 7, wherein the second surface layer component comprises 2 to 3 wt. silicon.