PL232515B1 - Method for manufacturing or upgrading the wear resistant layers - Google Patents

Method for manufacturing or upgrading the wear resistant layers

Info

Publication number
PL232515B1
PL232515B1 PL408543A PL40854314A PL232515B1 PL 232515 B1 PL232515 B1 PL 232515B1 PL 408543 A PL408543 A PL 408543A PL 40854314 A PL40854314 A PL 40854314A PL 232515 B1 PL232515 B1 PL 232515B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
laser beam
resistant layers
powder
upgrading
manufacturing
Prior art date
Application number
PL408543A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL408543A1 (en
Inventor
Dawid Ślizak
Grzegorz Waląg
Aleksander Lisiecki
Rafał Burdzik
Tomasz Węgrzyn
Original Assignee
Progresja Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
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 Progresja Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia filed Critical Progresja Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority to PL408543A priority Critical patent/PL232515B1/en
Publication of PL408543A1 publication Critical patent/PL408543A1/en
Publication of PL232515B1 publication Critical patent/PL232515B1/en

Links

Landscapes

  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania lub uszlachetniania warstw odpornych na zużycie, zwłaszcza na powierzchniach roboczych części maszyn i narzędzi, które narażone są jednocześnie na obciążenia dynamiczne, tak jak np. kruszarki młotkowe, udarowe, stożkowe, szczękowe oraz walcowe, wykrojniki czy matryce.The subject of the invention is a method of producing or refining wear-resistant layers, especially on the working surfaces of machine parts and tools that are simultaneously exposed to dynamic loads, such as, for example, hammer crushers, impact crushers, conical crushers, jaw crushers and roller crushers, punching dies or dies.

Znane i stosowane dotychczas sposoby kształtowania i zwiększania właściwości tribologicznych powierzchni roboczych części maszyn i narzędzi wytwarzanych zazwyczaj ze stali narzędziowych polegają głównie na zastosowaniu obróbki cieplnej lub cieplno-chemicznej, co prowadzi do znacznego wzrostu twardości. Stosowane są też sposoby polegające na nakładaniu warstw wierzchnich z metali i stopów metali o wysokiej twardości za pomocą technologii napawania głównie łukowego, jak np. znane z polskiego opisu patentowego nr P 153830 i P 198494, natryskiwania termicznego lub innych metod nanoszenia powłok, jak znane z polskiego opisu patentowego nr 214615 oraz 213 917 metody nanoszenia specjalnych powłok galwanicznych, lecz o niewielkich grubościach. Wytworzone w taki sposób warstwy wierzchnie robocze o wysokiej twardości zapewniają znaczną odporność na zużycie ścierne, lecz jedynie w warunkach obciążenia statycznego lub umiarkowanego obciążenia dynamicznego, gdyż zazwyczaj wzrost twardości metalu lub stopu metalu wiąże się z jednoczesnym obniżeniem jego właściwości plastycznych oraz udarności. Innym sposobem zapewnienia wysokiej trwałości eksploatacyjnej narzędzi jest stosowanie końcówek roboczych z węglików spiekanych, które posiadają wysoką twardość. Jednak w przypadku jednoczesnego narażenia części na intensywne obciążenia dynamiczne (tj. udarowe) warstwy wierzchnie o wysokiej twardości ulegają pękaniu, a następnie wykruszaniu, co z kolei znacznie skraca efektywny czas eksploatacji lub wręcz prowadzi do nagłego uszkodzenia takich części i awarii całego urządzenia lub maszyny. Znane są też z chińskich opisów patentowych CN103194748 oraz CN103484852 sposoby wytwarzania warstw kompozytowych za pomocą napawania laserowego, lecz ich istota polega na zastosowaniu przygotowanego i wymieszanego wcześniej proszku kompozytowego o określonych proporcjach, a osnowę stanowi proszek na bazie niklu oraz chromu. Patenty te, ze względu na właściwości eksploatacyjne warstw wierzchnich i zakres ochrony patentowej, mają zastosowanie wyłącznie do napawania głowic narzędzi wiertniczych stosowanych w przemyśle naftowym i przeznaczonych do wykonywania głębokich odwiertów.The methods of shaping and increasing the tribological properties of the working surfaces of machine parts and tools, usually made of tool steels, known and used so far, mainly consist in the use of heat or thermo-chemical treatment, which leads to a significant increase in hardness. There are also methods consisting in applying top layers of metals and metal alloys of high hardness by means of mainly arc deposition technology, such as those known from the Polish patent specification No. P 153830 and P 198494, thermal spraying or other methods of applying coatings, as known from Polish patent description No. 214615 and 213 917 methods of applying special electroplating coatings, but of small thickness. The high-hardness working surface layers produced in this way provide significant resistance to abrasive wear, but only under static or moderate dynamic load conditions, as usually an increase in the hardness of a metal or metal alloy is associated with a simultaneous reduction in its plastic properties and toughness. Another way to ensure high tool service life is to use tungsten carbide tips, which have a high hardness. However, when parts are exposed to intense dynamic (i.e. impact) loads at the same time, the high-hardness surface layers crack and then chip, which in turn significantly reduces the effective service life or even leads to sudden failure of such parts and failure of the entire device or machine. There are also known from the Chinese patents CN103194748 and CN103484852 methods of producing composite layers by means of laser deposition, but their essence consists in the use of a prepared and mixed composite powder with specific proportions, and the matrix is a powder based on nickel and chromium. These patents, due to the operational properties of the surface layers and the scope of patent protection, apply only to surfacing of the heads of drilling tools used in the petroleum industry and intended for making deep wells.

Sposób wytwarzania lub uszlachetniania warstw odpornych na zużycie według wynalazku poprzez napawanie laserowe w osłonie argonu polega na tym, że nadtapia się powierzchnię wiązką laserową o mocy 1,5:2,5 kW z prędkością przesuwu wiązki laserowej 0,3:5 m/min, a do jeziorka napoiny podaje się jednocześnie, ale oddzielnie proszek metaliczny na bazie żelaza z dodatkiem 0,9:1,1% C, 11:12,0% Mn i 0,3:45 Si przy natężeniu podawania proszku 4,0:9,0 g/min oraz proszek węglika wolframu sferoidalnego o ziarnistości w granicach 80:250 gm, przy natężeniu podawania proszku 5,0:15 g/min.The method of producing or refining wear-resistant layers according to the invention by laser surfacing in an argon shield is based on the fact that the surface is melted with a laser beam with a power of 1.5: 2.5 kW at a laser beam speed of 0.3: 5 m / min, and the weld pool is fed simultaneously but separately with iron-based metallic powder with addition of 0.9: 1.1% C, 11: 12.0% Mn and 0.3: 45 Si at a powder feed rate of 4.0: 9 0.0 g / min and spheroidal tungsten carbide powder with a grain size of 80: 250 gm, at a powder feed rate of 5.0: 15 g / min.

Nadtopienie powierzchni wiązką laserową następuje na głębokości nie większej niż 0,3 mm.The surface is melted with a laser beam at a depth not exceeding 0.3 mm.

Opisany sposób umożliwia wytworzenie warstwy kompozytowej o szczególnych właściwościach eksploatacyjnych, która posiada wysoką odporność na zużycie ścierne zapewnioną poprzez węgliki wolframu o wysokiej twardości, a jednocześnie wysoką odporność na obciążenia dynamiczne dzięki osnowie metalicznej o wysokiej plastyczności i twardości ok. 250 HB po napawaniu laserowym, która dodatkowo posiada skłonność do umacniania w wyniku obciążenia i odkształcenia dynamicznego. Wielkość oraz postać węglików wolframu (sferoidalne) gwarantuje ich minimalne nadtopienie w procesie napawania, doskonałe połączenie metalurgiczne z osnową oraz korzystny rozkład przenoszonych naprężeń, szczególnie na granicy faz węglik-osnowa. Sposób napawania według wynalazku umożliwia wytworzenie warstw wierzchnich o grubości od 0,5 do 4,0 mm.The described method enables the production of a composite layer with special operational properties, which has high abrasion resistance provided by tungsten carbides with high hardness, and at the same time high resistance to dynamic loads thanks to a metal matrix with high plasticity and a hardness of approx. 250 HB after laser welding, which additionally, it tends to strengthen as a result of loading and dynamic deformation. The size and form of tungsten carbides (spheroidal) guarantee their minimal melting in the surfacing process, perfect metallurgical connection with the matrix and favorable distribution of stresses, especially at the carbide-matrix interface. The deposition method according to the invention enables the production of outer layers with a thickness of 0.5 to 4.0 mm.

Sposób według wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania.The method according to the invention has been presented in an exemplary embodiment.

W celu wykonania na powierzchni roboczej młotka kruszarki o korpusie wykonanym ze stali S355J2G3 i grubości przekroju 15,0 mm warstwy wierzchniej odpornej na zużycie prowadzono napawanie wiązką laserową o średnicy ogniska 3,0 mm, mocy 1,8 kW i prędkości 300 mm/min podając do jeziorka napoiny jednocześnie proszek metaliczny na bazie żelaza Fe z dodatkiem 0,9% C, 11,5% Mn oraz 0,35 Si przy natężeniu podawania 4,0 g/min oraz proszek węglika wolframu o natężeniu podawania 5,5 g/min i ziarnistości 150:200 gm. Napawanie prowadzono wielościegowo i wielowarstwowo w celu pokrycia całej powierzchni roboczej młotka napoiną o grubości 2,5:3,0 mm.In order to make a crusher hammer on the working surface with a body made of S355J2G3 steel and a cross-sectional thickness of 15.0 mm of a wear-resistant surface layer, surfacing with a laser beam with a focus diameter of 3.0 mm, power of 1.8 kW and speed of 300 mm / min was carried out. to the weld pool simultaneously metallic powder based on iron Fe with the addition of 0.9% C, 11.5% Mn and 0.35 Si at a feeding rate of 4.0 g / min and tungsten carbide powder with a feeding rate of 5.5 g / min and grain size 150: 200 gm. The surfacing was carried out in multiple runs and in multiple layers in order to cover the entire working surface of the hammer with a padding weld with a thickness of 2.5: 3.0 mm.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Sposób wytwarzania lub uszlachetniania warstw odpornych na zużycie, poprzez napawanie laserowe w osłonie argonu, znamienny tym, że nadtapia się powierzchnię wiązką laserową o mocy 1,5:2,5 kW z prędkością przesuwu wiązki laserowej 0,3:5 m/min, a do jeziorka napoiny podaje się jednocześnie, ale oddzielnie proszek metaliczny na bazie żelaza z dodatkiem 0,9:1,1% C, 11,0:12,0% Mn i 0,3:0,45 Si przy natężeniu podawania proszku 4,0:9,0 g/min oraz proszek węglika wolframu sferoidalnego o ziarnistości w granicach 80:250 μm, przy natężeniu podawania proszku 5,0:15 g/min.1. The method of producing or refining wear-resistant layers by laser surfacing in an argon shield, characterized by the fact that the surface is melted with a laser beam of 1.5: 2.5 kW power at a laser beam speed of 0.3: 5 m / min , and the weld pool is fed simultaneously but separately with iron-based metal powder with 0.9: 1.1% C, 11.0: 12.0% Mn and 0.3: 0.45 Si at the powder feed rate 4.0: 9.0 g / min and spheroidal tungsten carbide powder with a grain size of 80: 250 μm at a powder feed rate of 5.0: 15 g / min. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nadtapia się powierzchnię wiązką laserową na głębokości nie większej niż 0,3 mm.2. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the surface is melted with the laser beam at a depth not greater than 0.3 mm.
PL408543A 2014-06-13 2014-06-13 Method for manufacturing or upgrading the wear resistant layers PL232515B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL408543A PL232515B1 (en) 2014-06-13 2014-06-13 Method for manufacturing or upgrading the wear resistant layers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL408543A PL232515B1 (en) 2014-06-13 2014-06-13 Method for manufacturing or upgrading the wear resistant layers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL408543A1 PL408543A1 (en) 2015-12-21
PL232515B1 true PL232515B1 (en) 2019-06-28

Family

ID=54887926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL408543A PL232515B1 (en) 2014-06-13 2014-06-13 Method for manufacturing or upgrading the wear resistant layers

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL232515B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105880582A (en) * 2016-04-12 2016-08-24 石家庄铁道大学 Fe90/WC alloy powder and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
PL408543A1 (en) 2015-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nagasai et al. Effect of welding processes on mechanical and metallurgical characteristics of carbon steel cylindrical components made by wire arc additive manufacturing (WAAM) technique
CN102465291B (en) Method for preparing flat headgear self-lubricating wear resisting layer with laser cladding technology
Arun et al. Synthesis of electric discharge alloyed nickel–tungsten coating on tool steel and its tribological studies
US10086462B2 (en) Hardfacing with low carbon steel electrode
EP3062955A1 (en) Hardfacing incorporating carbide particles
CN108698169B (en) Surface treatment method, surface-treated or resurfaced metal part
CN101021151A (en) Wearproof point attack bit and processing method thereof
US10946465B2 (en) Carbide-based hardfacing
CN104250806A (en) Method for preparing wear resistant coating on bar material KOCKS sizing mill clamping chuck surface through laser cladding
CN104005020A (en) Manufacturing method for radial bearing of screw drill
CN105750691A (en) Single toothed-roller bead-welding repairing technology
CN109642419A (en) Resistance to sand abrasion accessory and its manufacturing method
CN103898501A (en) Cutting tooth plasma beam surface metallurgy process
PL232515B1 (en) Method for manufacturing or upgrading the wear resistant layers
Bołoz et al. Conical Pick Production Process
Bendikiene et al. Preparation and wear behaviour of steel turning tools surfaced using the submerged arc welding technique
Kondratiev et al. Flux-cored wires for surfacing of steel hot mill rolls
CN204571998U (en) A kind of shield machine cutter structure
RU2532738C1 (en) Restoration method of worn-out surfaces of steel parts
JP2017529455A (en) Anvil for rotary cutting unit that is layered
CN104727825A (en) Cutting tool structure of shield tunneling machine
Chiteka Friction stir welding of steels: A review paper
CN204163645U (en) Wear-and corrosion-resistant can repair drilling well stabilizer and manufacturing equipment thereof
RU2607066C2 (en) Powder of iron-based alloy for wear-resistant surfacing and sputtering
Vojtovych et al. Mechanical characteristics and wear resistance of the cladding layers obtained by melting of cored wires with simultaneous vibration of substrate