RU1816253C

RU1816253C - Состав сплава дл наплавки

Info

Publication number: RU1816253C
Authority: RU
Inventors: Александр Демидович Озерский; Айвар Асварович Асваров; Нина Васильевна Капранцева; Валерий Петрович Дмитриев; Владимир Петрович Тихонов; Юрий Николаевич Каленихин
Original assignee: Александр Демидович Озерский; Айвар Асварович Асваров; Нина Васильевна Капранцева
Priority date: 1991-05-06
Filing date: 1991-05-06
Publication date: 1993-05-15

Abstract

Использование: износостойка наплавка деталей машин, работающих при температуре до 850 С, а также их восстановление способом лазерно-порошковой наплавки. Сущность изобретени : сплав дл наплавки на основе железа содержит компоненты в следующем соотношении мас.%: углерод 0,02-0.08; кремний 1,2-1,6; хром 4,5-5,0: молибден 3,5-4,0; никель 3,2-3,8; марганец 0,1- 0,6; бор 1,1-1,6; ванадий 1,0-1,4; железо - остальное. Сплав обеспечивает повышение износостойкости, трещиностойкости при рабочих температурах до 850&deg;С с достаточно высоким качеством наплавленного сло без предварительной и последующей термообработки и специальной защиты при.на- плавке. 3 табл.

Description

(Л

С

Изобретение относитс к наплавочным материалам и может быть использовано дл наплавки деталей машин и инструментов с целью повышени их износостойкости при рабочих температурах до 850°С. а также их восстановлени , например, дл наплавки шеек коленчатых валов, кулачков распределительных валов, уплотнительных по сков и седел арматуры, штампового инструмента и

ДР.

Целью изобретени вл етс увеличение износостойкости, обеспечение повышенной трещиностойкости при наплавке и сохранение качества сло без дополнительной защиты сварочной ванны.

Поставленна цель достигаетс тем. то

порошковый самофлюсующийс сплав дл

наплавки на основе железа, включающий

углерод, кремний, хром, молибден и никель,

дополнительно содержит марганец, ванадий и бор при следующем соотношении компонентов , мас.%:

Углерод0,02-0,08 Кремний 1,2-1,6 Хром 4,5-5.0 Молибден 3,5-4,0 Никель 3,2-3,8 Марганец 0,1-0,6 Ванадий 1,0-1.4 Бор 1,1-1,6 Железо Остальное Сопоставительный анализ с прототипом позвол ет сделать вывод, что предлагаемый состав сплава отличаетс от известного введением новых компонентов: марганца, ванади и бора.

Введение бора обусловлено необходимость образовани в структуре наплавленного сло боридов хрома типа Сг2В, которые обеспечивают высокую износостойкость

00 СЬ

ю ел

W

IGJ

при комнатной температуре и повышенных температурах (до 850°С). Экспериментально установлено, что оптимальное содержание бора и хрома составл ет 1,1-1,6% В и 4,5-5,0% Сг.

Дальнейшее увеличение концентрации этих элементов ведет к повышении склонности к трещинообразовани сплава при наплавке и к повышению его хрупкости, Кроме того, избыточное количество боридов ведет к ухудшению шлифуемости при обработке наплавленной поверхности. При концентрации этих элементов ниже выбранного не обеспечиваетс требуемый эффект упрочнени и повышени износостойкости. Введение молибдена понижает чувствительность наплавочного сплава к образованию трещин , так как молибден упрочн ет твердый раствор с образованием избыточных фаз типа FezMo, что повь-мшет износостойкость наплавленного сло . Таким образом 3,5- 4,0% содержани молибдена в за вл емом сплаве вл етс оптимальным.

Введение в сплав ванади необходимо дл св зывани углерода в карбиды типа VC, обеспечивающие повышение износостойкости наплавленного сло , а также дл упрочнени а- твердого раствора при повышенных температурах. Кроме того, увеличение концентрации ванади способствует повышению температур а - у превращений и соответственно повышению теплостойкости наплавленного сло . При содержании ванади менее 1 % не-достигаетс ощутимого упрочнени и увеличени износостойкости . Увеличение содержани его более 1,4% приводит кахрупчиванию и возникновению трещин при наплавке.

Введение в сплав марганца способствует снижению склонности.к образованию гор чих трещин при наплавке и повышению прочности и износостойкость наплавленного сло . Уменьшение содержани марганца менее 0,1% ведет к снижению-твердости и износостойкости наплавленного сло /увеличение его содержани более 0,6% ведет к охрупчиванию наплавленного сло и склонности его к образованию трещин.

Повышение содержани кремни совместно с бором и марганцем выполн ет задачу флюсующих добавок, то есть окисл сь и всплыва на поверхности они предотвращают выгорание летучих элементов и проникновение окислительных процессов вглубь сварочной ванны. Кроме того, увеличение кремни как легирующего элемента увеличивает твердость и износостойкость наплавл ющего сплава, Однако, повышение содержани кремни более чем 1,6%

ведет к резкому охрупчиванию наплавленного сло , то есть повышаетс склонность к трёщинообразованию.

Понижение содержани никел ведет к

понижению содеражани аустенита. Наличие в структуре нар ду с мартенситом остаточного аустенита способствует

повышению трещиностойкости. Однако, остаточный аустенит понижает твердость на- плавленого сплава. Оптимальное количество аустенита составл ет 4,5%5,5%, При рассматриваемом соотношении остальных элементов такое количество остаточното аустенита достигаетс при концентрации никел 3,2-3,8%. При меньшем содержании повышаетс чувствительность к трёщинообразованию , в результате недостаточного количества остаточного аустенита, а при

большей концентрации понижаетс твердость и износостойкость наплавленного сло , так как объем остаточного аустенита превышает 5,5%.

Дл экспериментальной проверки соетава предлагаемого сплава были выплавлены 4 плавки (табл. 1),-Порошки были получены способом распылени жидкого металла в струе азота.

Дл наплавки использованы круглые образцы $ 50 х 12 из углеродной стали 45. Наплавку производили с помощью С02- лазера ЛТ1-3 способом подачи порошка в струе аргона в зону действи лазерного луча

раст нутого в линию за счет асигматизма оптической системы сканирующей до пр мой поперечной движению детали. Режим наплавки представлен втабл,2.

В табл. 3 представлены полученные

свойства наплавочных сплавов. Испытани на износостойкость наплавленных покрытий проводили на машине трени СМЦ-2 по схеме ролик-частичный вкладыш в услови х трени скольжени с жидкой массой. Ответным материалом (вкладышем) в паре трени дл покрыти служила бронза БрАМц9-2, наиболее часто примен ема в узлах трени различных механизмов. Испытани на трещиностойкость проводились по

ГОСТ 10243. Приведенные в таблице 3 данные подтверждаютс актом испытаний за вл емого сплава,

Из табл. 3 следует, что сплав дл наплавки предлагаемого сплава (п 1-4) обладает

высокой твердостью, трещиностойкостью и малой интенсивностью изнашивани и следовательно высокой износостойкостью при температуре до 850°С.

Разработанным наплавочным материалом , способом лазерно-порошковой наплавки , были наплавлены шейки коленчатых валов и кулачки распределительных валов судовых дизелей, штока клапанов паровой арматуры, штамповый инструмент, которые прошли стендовые и натурные испытани и показали износостойкость в 2-3 раза превышающую стойкость новых деталей и инструмента.

Таким образом, в предлагаемом порошковом самофлюсующемс сплаве дл наплавки износостойкости, трещиностой- кости при рабочих температурах до 850°С с достаточно высоким качеством наплавленного сло без предварительной и последующей термообработки и специальной защите при наплавке, по сравнению с прототипом достигаетс за счет изменени в определенных количествах легирующих элементов.

Химический состав опытных плавок

Параметры режима лазерно-порошковой наплавки

Износостойкость и твердость наплавленных сплавов

Claims

Формула изобретени Состав сплава дл наплавки на основе железа, включающий углерод, кремний, молибден , никель, марганец, бор, отличаю- щ и и с тем. что, с целью повышени износостойкости и трещиностойкости наплавленного металла при температуре до 850°С при наплавке без дополнительной защиты , компоненты сплава содержатс в сле- дующем соотношении, мае. %:

Углерод0,02-0,08; Кремний «. 1,2-1.6; Хром 4,5-5.0: Молибден 3,5-4,0 Никель 3,2-3,8

Марганец0,1-0,6 . Ванадий 1,0-1,4 Бор 1,1-1,6 Железо Остальное.

Т а б л и ц а 1

Таблица 2

Таблица 3