RU2497641C1 - Method of making metal coating on tiller cutting edges - Google Patents

Method of making metal coating on tiller cutting edges Download PDF

Info

Publication number
RU2497641C1
RU2497641C1 RU2012120509/02A RU2012120509A RU2497641C1 RU 2497641 C1 RU2497641 C1 RU 2497641C1 RU 2012120509/02 A RU2012120509/02 A RU 2012120509/02A RU 2012120509 A RU2012120509 A RU 2012120509A RU 2497641 C1 RU2497641 C1 RU 2497641C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
surfacing
coating
briquette
metal
briquettes
Prior art date
Application number
RU2012120509/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Владимирович Баранов
Абрам Ефимович Вайнерман
Сергей Петрович Чернобаев
Сергей Александрович Пичужкин
Олег Григорьевич Попов
Ирина Гавриловна Родионова
Александр Иванович Зайцев
Original Assignee
Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей")
Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина")
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 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей"), Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") filed Critical Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей")
Priority to RU2012120509/02A priority Critical patent/RU2497641C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2497641C1 publication Critical patent/RU2497641C1/en

Links

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to welding. Proposed method comprises producing briquette-shape filling material. Briquettes consist of the mix of powders wherein nano-sized hardening particles make 0.1-0.4% of surfacing metal amount. Binding component represents 4-5%-water solution of carboxymethyl cellulose. Then, briquettes are dried to complete hardening. Briquette is placed onto facing surface. Then coating bead is built up by complete dissolution of filler briquette and, partially, of article metal with penetration depth of 0.1-0.5 mm. Every other briquette is placed on facing surface after dissolution of previous briquette. Now, bead after bead is built up to make two and more layers of coating.
EFFECT: higher efficiency owing to continuous surfacing without cooling.
3 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для получения металлического покрытия на режущих кромках почвообрабатывающей техники.The invention relates to welding production and can be used to obtain a metal coating on the cutting edges of tillage equipment.

Исследования последних лет показали, что материалы и покрытия с наноструктурными упрочняющими элементами обладают улучшенными физико-химическими и механическими свойствами. Поэтому в последние годы во всем мире проводятся работы по разработке способов получения материалов с наноструктурой. Существуют различные методы формирования нано-структурных поверхностных слоев и наноструктурных покрытий, например, методом лазерно-плазменной обработки [В.В. Мелюков, А.В. Частиков, А.А. Чирков, A.M. Чирков, А.В. Окатов. Формирование наноструктурных поверхностных слоев методом лазерно-плазменной обработки при атмосферных условиях. Сб.: Сварка и контроль - 2005. Материалы докладов 24-й научно-технической конференции сварщиков Урала и Сибири 16-18 марта 2005 г. Челябинск, 2005, с.125-131], или методом абразивной обработки [Zhang Shu-lan, Chen Huai-ning, Lin Quanhong, Liu Gang (Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, КНР). Hanjie xuebao=Trans. China Weld. Inst. 2005.26, №3, c.73-76]. Однако эти методы позволяют получать наноструктурные поверхностные слои или металлические покрытия толщиной не более нескольких десятков микрометров, что часто является совершенно недостаточным.Recent studies have shown that materials and coatings with nanostructured reinforcing elements have improved physicochemical and mechanical properties. Therefore, in recent years, work has been carried out worldwide to develop methods for producing materials with a nanostructure. There are various methods for the formation of nano-structural surface layers and nanostructured coatings, for example, by laser-plasma processing [V.V. Melyukov, A.V. Chastikov, A.A. Chirkov, A.M. Chirkov, A.V. Okatov. The formation of nanostructured surface layers by laser-plasma treatment under atmospheric conditions. Sat: Welding and control - 2005. Materials of reports of the 24th scientific and technical conference of welders of the Urals and Siberia on March 16-18, 2005, Chelyabinsk, 2005, p.125-131], or by the abrasive method [Zhang Shu-lan, Chen Huai-ning, Lin Quanhong, Liu Gang (Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, PRC). Hanjie xuebao = Trans. China Weld. Inst. 2005.26, No. 3, p. 73-76]. However, these methods make it possible to obtain nanostructured surface layers or metal coatings with a thickness of not more than a few tens of micrometers, which is often completely insufficient.

На многие детали почвообрабатывающей техники, эксплуатирующиеся в условиях интенсивного износа и средних ударных нагрузках, наносят металлические покрытия толщиной 2-5 мм и более различными способами наплавки: плазменным, лазерным, индукционным, аргонодуговым, электродуговым, электрошлаковым и др., в качестве присадочных материалов при наплавке покрытий используют порошки, проволоку, электроды, пасты. Получаемые наплавкой покрытия обладают высокой твердостью и износостойкостью, но низкой сопротивляемостью ударным нагрузкам и высокой склонностью к трещинообразованию. Получение в наплавленном покрытии элементов упрочняющих частиц в наноразмерном диапазоне привело бы к измельчению структуры покрытия и обеспечило бы повышение его ударостойкости и трещиностойкости. Однако при всех методах наплавки до настоящего времени не удавалось получать покрытия с упрочняющими частицами в наноразмерном диапазоне.Many parts of tillage equipment operating under conditions of intensive wear and medium impact loads are coated with metal coatings with a thickness of 2-5 mm or more using different surfacing methods: plasma, laser, induction, argon-arc, electric arc, electroslag, etc., as filler materials with surfacing of coatings using powders, wire, electrodes, pastes. The coatings obtained by surfacing have high hardness and wear resistance, but low resistance to shock loads and a high tendency to crack formation. Obtaining in the deposited coating elements of reinforcing particles in the nanoscale range would lead to a refinement of the coating structure and would provide an increase in its impact resistance and crack resistance. However, with all methods of surfacing, so far it has not been possible to obtain coatings with hardening particles in the nanoscale range.

Решением является получение наплавленных материалов, содержащих упрочняющие частицы в наноразмерном диапазоне.The solution is to obtain deposited materials containing reinforcing particles in the nanoscale range.

Покрытия, полученные наплавкой и описанные в литературе, имеют существенно более крупную структуру. Так в работе [А.Е. Вайнерман, М.Х. Шоршоров, В.Д. Веселков, B.C. Новосадов. Плазменная наплавка металлов. Л.: Изд-во «Машиностроение», 1969 г., с.105-113, 153-163] показано, что при наплавке плазменной струей с токоведущей присадочной проволокой из медных сплавов и аустенитных нержавеющих сталей на малоуглеродистые и низколегированные стали образуются покрытия с крупнозернистой или дендритной структурой и величиной зерна, преимущественно составляющей от 15-17 до 50-70 мкм и более. И только отдельные выделения в структуре имеют размер 3-5 мкм. Такую же по размерам структуру имеют наплавленные покрытия, полученные при электронно-лучевой наплавке композиционных покрытий на основе карбидов титана и порошковых карбидосталей [В.Е. Панин, В.Г. Дураков, Г.А. Прибытков, С.И. Белюк, Ю.В. Свитич, Н.Н. Голобоков, С.З. Дехонова. Электронно-лучевая наплавка композиционных покрытий на основе карбида титана. - Физика и химия обработки материалов. 1997. №2. С.54-58; В.Е. Панин, В.Г. Дураков, Г.А. Прибытков, И.В. Полев, С.И. Белюк. Электронно-лучевая наплавка порошковых карбидосталей. - 1998. №6. С.53-59], при аргонодуговой наплавке [А.Е. Вайнерман, Н.В. Беляев. Аргонодуговая наплавка порошков на основе карбида вольфрама на сталь для получения износостойких покрытий. - Вопросы материаловедения. 2002. №2 (30). С.43-46], при других методах наплавки [Л.С. Лившиц. Металловедение для сварщиков. - Москва, «Машиностроение», 1979. С.236-246 и др.].Coatings obtained by surfacing and described in the literature have a significantly larger structure. So in [A.E. Weinerman, M.Kh. Shorshorov, V.D. Veselkov, B.C. Novosadov. Plasma metal surfacing. L .: Mashinostroenie Publishing House, 1969, pp. 105-113, 153-163] it is shown that when plasma surfacing with a current-carrying filler wire of copper alloys and austenitic stainless steels on low-carbon and low-alloy steels, coatings are formed with coarse-grained or dendritic structure and grain size, mainly component from 15-17 to 50-70 microns or more. And only individual precipitates in the structure have a size of 3-5 microns. Deposited coatings obtained by electron beam surfacing of composite coatings based on titanium carbides and powder carbide steels have the same size structure [V.E. Panin, V.G. Durakov, G.A. Pribytkov, S.I. Belyuk, Yu.V. Svitich, N.N. Golobokov, S.Z. Dekhonova. Electron beam surfacing of composite coatings based on titanium carbide. - Physics and chemistry of materials processing. 1997. No2. S.54-58; V.E. Panin, V.G. Durakov, G.A. Pribytkov, I.V. Polev, S.I. Belyuk. Electron beam surfacing of powder carbide steels. - 1998. No. 6. S.53-59], with argon-arc surfacing [A.E. Weinerman, N.V. Belyaev. Argon-arc tungsten carbide-based powder surfacing on steel for wear-resistant coatings. - Questions of materials science. 2002. No2 (30). P.43-46], with other surfacing methods [L.S. Livshits. Metallurgy for welders. - Moscow, "Engineering", 1979. S.236-246, etc.].

Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является принятый за прототип «Способ получения методом наплавки металлического покрытия с ультрамелкодисперсной структурой и упрочняющими частицами в наноразмерном диапазоне», патент РФ №2350441.The closest analogue of the claimed invention is taken as a prototype "A method for producing a metal coating with an ultrafine structure and hardening particles in the nanoscale range by surfacing," RF patent No. 2350441.

При этом способе получения методом наплавки металлического покрытия непосредственно перед сваркой изготавливается присадочный материал из смеси порошков и связующего карбоксиметилцеллюлозы в виде двух разных по составу компонентов паст с консистенцией густой сметаны, первая из которых состоит из нанопорошка тугоплавкого материала массой в пределах 0,5-4,0% от массы металла наплавки с диаметром частиц 10-70 нм, имеющего температуру плавления на 400°C и более выше температуры жидкого металла сварочной ванны, и связующего, а вторая состоит из порошка или смеси порошков, обеспечивающих служебные свойства наплавленного покрытия, и связующего, далее на поверхность изделия, подлежащего наплавке, наносят слой пасты первого состава толщиной 0,1-0,4 мм, затем на первый слой наносят слой пасты второго состава толщиной 2,0-5,0 мм, просушивают слои пасты до полного удалении влаги и после этого производят наплавку путем полного расплавления обоих слоев пасты, а также основного металла с глубиной его проплавления 0,03-0,4 мм.In this method of producing a metal coating by welding, immediately before welding, a filler material is made from a mixture of powders and a carboxymethyl cellulose binder in the form of two different components of pastes with a consistency of thick sour cream, the first of which consists of a nanopowder of refractory material weighing 0.5-4, 0% by weight of the metal overlay with a particle diameter of 10-70 nm, having a melting point of 400 ° C or more above the temperature of the molten metal of the weld pool, and a binder, and the second consists of a powder or a mixture of powders providing the service properties of the deposited coating and a binder, then a paste layer of the first composition with a thickness of 0.1-0.4 mm is applied to the surface of the product to be surfaced, then a layer of paste of the second composition with a thickness of 2.0 -5.0 mm, the paste layers are dried until the moisture is completely removed and then surfacing is done by completely melting both layers of the paste, as well as the base metal with a penetration depth of 0.03-0.4 mm.

Недостатком способа по прототипу является низкая производительность наплавки. Каждый раз непосредственно перед наплавкой первого и последующих валиков необходимо выкладывать пасту, состоящую из двух слоев, на поверхность наплавляемых деталей, просушивать пасту до ее полного высыхания в печи при температуре 300°C в течение 15 мин или электрической дугой неплавящимся электродом без присадки в течение 5-10 мин и затем уже аргонодуговым способом неплавящимся электродом производить наплавку. При наплавке второго и последующих валиков покрытия, необходимо каждый раз охлаждать детали до температуры не выше 70°C, так как на горячую поверхность детали жидкую пасту не нанести. Резко охлаждать деталь с наплавкой нельзя из-за возможности образования трещин в наплавленном металле. Чем больше количество валиков покрытия необходимо нанести на поверхность детали, тем больше увеличится время ее изготовления, за счет повторения технологических операций по нанесению слоев жидкой пасты, их просушиванию и охлаждению деталей после наплавки. Все это значительно увеличивает трудоемкость изготовления деталей и снижает производительность наплавки.The disadvantage of the prototype method is the low productivity of surfacing. Each time, immediately before surfacing the first and subsequent rollers, it is necessary to lay out a paste consisting of two layers on the surface of the surfaced parts, dry the paste until it completely dries in the oven at 300 ° C for 15 minutes or with an electric arc with a non-consumable electrode without additives for 5 -10 min and then argon arc method non-consumable electrode to surfacing. When surfacing the second and subsequent coating rollers, it is necessary to cool the parts to a temperature of no higher than 70 ° C each time, since liquid paste cannot be applied to the hot surface of the part. It is impossible to abruptly cool a part with surfacing because of the possibility of cracking in the deposited metal. The more the number of coating rollers to be applied to the surface of the part, the longer the time of its manufacture will increase, due to the repetition of technological operations for applying layers of liquid paste, drying them and cooling the parts after surfacing. All this significantly increases the complexity of manufacturing parts and reduces the performance of surfacing.

Техническим результатом заявляемого изобретения является разработка способа получения металлического покрытия на режущих кромках почвообрабатывающей техники, обеспечивающий высокую производительность за счет непрерывного процесса наплавки покрытия валик за валиком, без последующего их охлаждения.The technical result of the claimed invention is the development of a method for producing a metal coating on the cutting edges of tillage equipment, providing high performance due to the continuous process of surfacing the coating roller by roller, without their subsequent cooling.

Технический результат достигается за счет того, что в способе получения металлического покрытия на режущих кромках почвообрабатывающей техники, включающий изготовление присадочного материала, состоящего из смеси порошков, обеспечивающих служебные свойства наплавляемого покрытия и содержащей упрочняющие частицы в наноразмерном диапазоне (10-70 нм) с температурой плавления более, чем на 400°C выше температуры жидкого металла сварочной ванны, и связующего компонента, согласно изобретению предварительно изготавливают присадочный материал в форме брикетов, состоящих из смеси порошков, в которой упрочняющие частицы в наноразмерном диапазоне составляют 0,1-0,4% от массы наплавляемого металла и связующего компонента 4-5% водного раствора карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), с последующей их сушкой при температуре 300°С в течение 20 мин до их полного затвердевания, затем укладывают брикет на наплавляемую поверхность, после чего производят наплавку валика покрытия путем полного расплавления брикета присадочного материала и частично металла изделия с глубиной его проплавления 0,1-0,5 мм, при этом каждый последующий брикет укладывают на наплавляемую поверхность при ее температуре от 5°С до 650°С после расплавления предыдущего, а наплавку двух и более слоев покрытия, состоящего из нескольких валиков, производят непрерывно валик за валиком.The technical result is achieved due to the fact that in the method of producing a metal coating on the cutting edges of tillage equipment, including the manufacture of a filler material consisting of a mixture of powders that provide the service properties of the deposited coating and containing hardening particles in the nanoscale range (10-70 nm) with a melting point more than 400 ° C higher than the temperature of the molten metal of the weld pool, and the binder component, according to the invention, the filler material is prefabricated in the form of briquettes consisting of a mixture of powders in which the hardening particles in the nanoscale range comprise 0.1-0.4% by weight of the deposited metal and the binder component of a 4-5% aqueous solution of carboxymethyl cellulose (CMC), followed by drying at a temperature of 300 ° C for 20 min until they completely harden, then lay the briquette on the deposited surface, and then deposit the coating roller by completely melting the briquette of the filler material and partially the product metal with a penetration depth of 0.1-0.5 mm, that each successive briquette is placed on the deposited surface with its temperature from 5 ° C to 650 ° C after melting the previous one, and surfacing of two or more layers of coating consisting of several rollers is continuously produced for the roller platen.

Брикеты присадочного материала изготавливают следующих размеров: высотой 2-5 мм, шириной 5-20 мм, длиной 20-200 мм, после чего выполняется их сушка в печи при температуре 300°С в течение 20 мин до ее полного затвердевания.The briquettes of filler material are made in the following sizes: 2-5 mm high, 5-20 mm wide, 20-200 mm long, after which they are dried in an oven at a temperature of 300 ° C for 20 minutes until it completely hardens.

Наплавку валиков покрытия непрерывно производят следующим образом: на наплавляемую режущую кромку почвообрабатывающей техники укладывают брикет присадочного материала и его переплавляют аргонодуговым способом, затем сразу же без охлаждения детали укладывается следующий брикет присадочного материала, в зависимости от требуемой геометрической формы покрытия, либо рядом с первым валиком, либо на него и далее его переплавляют. Процесс наплавки повторяется до получения требуемых геометрических размеров покрытия по длине, ширине и высоте.The surfacing of the coating rollers is continuously carried out as follows: a briquette of the filler material is placed on the surfaced cutting edge of the tillage technique and it is melted by the argon-arc method, then the next briquette of the filler material is laid immediately without cooling the component, depending on the required geometric shape of the coating, or next to the first roller, or it is further melted down on it. The deposition process is repeated until the required geometric dimensions of the coating are obtained along the length, width and height.

Содержание в присадочном материале в форме брикетов упрочняющих частиц в наноразмерном диапазоне массой 0,1-0,4% от массы наплавляемого материала обеспечивает получение металлического покрытия, в структуре которого имеются упрочняющие частицы карбидовольфрама в наноразмерном диапазоне 10-70 нм.The content in the filler material in the form of briquettes of reinforcing particles in the nanoscale range with a mass of 0.1-0.4% by weight of the deposited material provides a metal coating in the structure of which there are reinforcing carbide tungsten particles in the nanoscale range of 10-70 nm.

Пример конкретного выполнения:An example of a specific implementation:

Опробование предложенного способа получения металлического покрытия размером: высота 3,0-3,8 мм, ширина 25-30 мм, длина 400 мм на режущие кромки лезвия лемеха производили следующим образом.Testing of the proposed method for producing a metal coating with a size: height 3.0-3.8 mm, width 25-30 mm, length 400 mm on the cutting edges of the share blade was made as follows.

Для опробования предложенного способа получения металлического покрытия был изготовлен присадочный материал в виде сухих затвердевших брикетов. Изготовление брикетов выполняли следующим образом: делали смесь порошков хрома, никеля, титана, бора, графита и нанопорошка карбида вольфрама WC с температурой плавления 2785°С. В полученную смесь порошков добавляли 4-5% водный раствор карбоксиметилцеллюлозы и тщательно перемешивали до получения однородной массы. Из полученной массы формировали брикеты следующих размеров: высотой 4 мм, шириной 13 мм, длиной 200 мм, после чего выполняли их сушку в печи при температуре 300°С в течение 20 мин до их полного затвердевания. После чего присадочный материал в виде брикетов был готов к наплавке. Полученный присадочный материал в виде двух брикетов один за другим (в длину) укладывали по линии кромки лезвия лемеха, при этом температура наплавляемой поверхности была не ниже 5°С во избежание образования трещин, и ручным аргонодуговым способом неплавящимся электродом на токе 200 А выполняли наплавку путем полного расплавления брикетов присадочного материала и частично металла изделия с глубиной его проплавления 0,1-0,5 мм. Для получения металлического покрытия на кромке лезвия лемеха шириной 25-30 мм, рядом с полученным валиком покрытия укладывали еще два брикета в длину и переплавляли, при этом температура наплавляемой поверхности не превышала 650°С во избежание трещинообразования наплавленного металла. После наплавки первого слоя металлического покрытия его высота составила 1,7 мм. Для получения высоты покрытия 3,0-3,8 мм была выполнена наплавка второго слоя покрытия по той же технологии. После наплавки двух слоев покрытия его высота составила 3,3 мм, ширина 26 мм, а длина 400 мм.To test the proposed method for producing a metal coating, a filler material was made in the form of dry hardened briquettes. The production of briquettes was performed as follows: a mixture of powders of chromium, nickel, titanium, boron, graphite and nanopowder of tungsten carbide WC with a melting point of 2785 ° C was made. A 4-5% aqueous carboxymethyl cellulose solution was added to the resulting powder mixture and mixed thoroughly until a homogeneous mass was obtained. Briquettes of the following sizes were formed from the resulting mass: 4 mm high, 13 mm wide, 200 mm long, and then they were dried in an oven at a temperature of 300 ° C for 20 min until they completely solidified. Then the filler material in the form of briquettes was ready for surfacing. The obtained filler material in the form of two briquettes, one after the other (in length), was laid along the edge of the ploughshare blade, the temperature of the deposited surface was not lower than 5 ° C to avoid cracking, and the argon-arc method using a non-consumable electrode at a current of 200 A was performed by welding full melting of briquettes of filler material and partially metal products with a depth of penetration of 0.1-0.5 mm To obtain a metal coating on the edge of the share blade 25-30 mm wide, two more briquettes were laid next to the coating roller and melted, while the temperature of the deposited surface did not exceed 650 ° C to avoid cracking of the deposited metal. After deposition of the first layer of the metal coating, its height was 1.7 mm. To obtain a coating height of 3.0-3.8 mm, a second coating layer was deposited using the same technology. After surfacing of two layers of the coating, its height was 3.3 mm, width 26 mm, and length 400 mm.

Для сравнения на режущие кромки лезвия лемеха производили наплавку металлического покрытия по прототипу.For comparison, on the cutting edges of the plowshares, a metal coating was deposited according to the prototype.

Для получения первого слоя пасты был взят нанопорошок карбида вольфрама WC массой 4,5 г, который был помещен в карбоксиметилцеллюлозу и тщательно перемешан для получения однородной смеси консистенции сметаны.To obtain the first layer of paste, a 4.5 g WC tungsten carbide nanopowder was taken, which was placed in carboxymethyl cellulose and thoroughly mixed to obtain a homogeneous mixture of sour cream consistency.

Для получения второго слоя пасты была взята смесь порошков хрома, никеля, ванадия, титана, бора, графита общей массой 300 г. Полученная смесь порошков была помещена в карбоксиметилцеллюлозу и тщательно перемешана до получения однородной смеси консистенции густой сметаны.To obtain the second layer of paste, a mixture of powders of chromium, nickel, vanadium, titanium, boron, graphite with a total weight of 300 g was taken. The resulting mixture of powders was placed in carboxymethyl cellulose and thoroughly mixed until a homogeneous mixture of thick sour cream was obtained.

На режущую кромку лезвия лемеха была нанесена паста первого состава с нанопорошком карбида вольфрама слоем толщиной 0,4 мм, шириной 13 мм и длиной 400 мм. На первый слой пасты был нанесен второй слой пасты со смесью порошков толщиной 4 мм, шириной 13 мм и длиной 400 мм, после чего деталь лемеха с нанесенной двухслойной пастой была просушена в печи при температуре 300°С в течение 15 минут до полного удаления влаги.A paste of the first composition with a tungsten carbide nanopowder of a thickness of 0.4 mm, a width of 13 mm and a length of 400 mm was applied to the cutting edge of the share blade. A second layer of paste was applied to the first paste layer with a mixture of powders 4 mm thick, 13 mm wide, and 400 mm long, after which the ploughshare part with the two-layer paste applied was dried in an oven at 300 ° C for 15 minutes until the moisture was completely removed.

Затем электрической дугой, горящей между неплавящимся вольфрамовым электродом и вторым слоем пасты в аргоне на токе 200 А, были переплавлены оба слоя пасты и частично металл изделия с глубиной его проплавления 0,1-0,4 мм. Перед нанесением следующих слоев пасты деталь лемеха остывала до температуры не выше 70°С. Для получения металлического покрытия на кромке лезвия лемеха шириной 25-30 мм, рядом с полученным валиком покрытия повторно наносили первый и второй слои пасты, просушивали в печи при температуре 300°С в течение 15 минут до полного удаления влаги и переплавляли ручным аргонодуговым способом, после чего деталь лемеха остывала до температуры не выше 70°С. Для получения высоты покрытия 3,0-3,8 мм на поверхность наплавленного слоя (высотой 1,5-2,0 мм) аналогично была выполнена наплавка второго слоя покрытия по той же технологии. После наплавки двух слоев покрытия его высота составила 3,3 мм, ширина 26 мм, а длина 400 мм.Then, an electric arc burning between a non-consumable tungsten electrode and a second layer of paste in argon at a current of 200 A, melted both layers of the paste and partially the product metal with a penetration depth of 0.1-0.4 mm. Before applying the next layers of paste, the ploughshare cools down to a temperature of no higher than 70 ° C. To obtain a metal coating on the edge of a share blade 25-30 mm wide, next to the obtained coating roller, the first and second layers of paste were re-applied, dried in an oven at 300 ° C for 15 minutes until the moisture was completely removed and remelted by manual argon arc method, after which part of the ploughshare cooled to a temperature not exceeding 70 ° C. In order to obtain a coating height of 3.0-3.8 mm on the surface of the deposited layer (1.5-2.0 mm high), the second coating layer was similarly deposited using the same technology. After surfacing of two layers of the coating, its height was 3.3 mm, width 26 mm, and length 400 mm.

Из полученных наплавленных металлических покрытий были изготовлены шлифы для изучения структуры наплавки. Исследования структуры на электронном микроскопе «SEM 535» показали, что покрытия, полученные по предлагаемому способу и прототипу, содержат в структуре упрочняющие частицы размером 10-70 нм.Sections for studying the structure of surfacing were made from the deposited metal coatings. Studies of the structure with an SEM 535 electron microscope showed that coatings obtained by the proposed method and prototype contain reinforcing particles with a size of 10-70 nm in the structure.

Время наплавки металлического покрытия на режущую кромку одного лезвия лемеха по предлагаемому способу и прототипу приведено в таблице.The time of surfacing of the metal coating on the cutting edge of one blade of the share according to the proposed method and prototype is shown in the table.

Figure 00000001
Figure 00000001

Из таблицы видно, что время наплавки по предлагаемому способу без учета изготовления присадочных материалов составило 26 минут, что в 4,8 раза быстрее, чем время наплавки металлического покрытия по прототипу, а общее время на получение металлического покрытия по предлагаемому способу с учетом изготовления присадочных материалов составило 73 минуты, что в 2 раза быстрее, чем по прототипу.The table shows that the surfacing time according to the proposed method without taking into account the manufacture of filler materials was 26 minutes, which is 4.8 times faster than the time of surfacing of a metal coating according to the prototype, and the total time to obtain a metal coating according to the proposed method, taking into account the manufacture of filler materials amounted to 73 minutes, which is 2 times faster than the prototype.

Технико-экономический эффект от предложенного изобретения выразится в снижении себестоимости работ за счет увеличения производительности труда при наплавке.The technical and economic effect of the proposed invention is expressed in reducing the cost of work by increasing labor productivity during surfacing.

Claims (3)

1. Способ получения металлического покрытия на режущих кромках почвообрабатывающей техники, включающий изготовление присадочного материала, состоящего из смеси порошков, обеспечивающих служебные свойства наплавляемого покрытия и содержащих упрочняющие частицы в наноразмерном диапазоне 10-70 нм с температурой плавления, превышающей на 400°C температуру жидкого металла сварочной ванны, и связующего компонента, отличающийся тем, что присадочный материал изготавливают в форме брикетов, состоящих из смеси порошков, в которой упрочняющие частицы в наноразмерном диапазоне составляют 0,1-0,4% от массы наплавляемого металла и связующего компонента в виде 4-5%-ного водного раствора карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), затем осуществляют сушку при температуре 300°C в течение 20 мин до полного затвердевания брикетов и укладывают их на наплавляемую поверхность, после чего производят наплавку валика покрытия путем полного расплавления брикета присадочного материала и частично металла изделия с глубиной его проплавления 0,1-0,5 мм, при этом каждый последующий брикет укладывают на наплавляемую поверхность после расплавления предыдущего, а наплавку двух и более слоев покрытия, состоящего из нескольких валиков, производят непрерывно валик за валиком.1. A method of obtaining a metal coating on the cutting edges of tillage equipment, comprising the manufacture of a filler material consisting of a mixture of powders that provide the service properties of the deposited coating and contain hardening particles in the nanoscale range of 10-70 nm with a melting temperature exceeding the temperature of the liquid metal by 400 ° C welding bath, and a binder component, characterized in that the filler material is made in the form of briquettes, consisting of a mixture of powders, in which hardening hour particles in the nanoscale range comprise 0.1-0.4% by weight of the deposited metal and a binder component in the form of a 4-5% aqueous solution of carboxymethyl cellulose (CMC), then they are dried at a temperature of 300 ° C for 20 minutes until completely solidified the briquettes and lay them on the surfaced surface, after which the coating roll is surfaced by completely melting the briquette of the filler material and partially the product metal with a depth of 0.1-0.5 mm, each subsequent briquette is laid on the surfaced rhnost after melting previous and surfacing of two or more layers of coating consisting of several rollers is continuously produced for the roller platen. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при многослойной наплавке каждый последующий брикет укладывают на наплавляемую поверхность при ее температуре от 5 до 650°C.2. The method according to claim 1, characterized in that in multilayer surfacing, each subsequent briquette is laid on the surfaced surface at a temperature of 5 to 650 ° C. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что наплавочный материал в форме брикетов изготавливают высотой 2-5 мм, шириной 5-20 мм и длиной 20-200 мм. 3. The method according to claim 1, characterized in that the surfacing material in the form of briquettes is made 2-5 mm high, 5-20 mm wide and 20-200 mm long.
RU2012120509/02A 2012-05-17 2012-05-17 Method of making metal coating on tiller cutting edges RU2497641C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012120509/02A RU2497641C1 (en) 2012-05-17 2012-05-17 Method of making metal coating on tiller cutting edges

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012120509/02A RU2497641C1 (en) 2012-05-17 2012-05-17 Method of making metal coating on tiller cutting edges

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2497641C1 true RU2497641C1 (en) 2013-11-10

Family

ID=49682995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012120509/02A RU2497641C1 (en) 2012-05-17 2012-05-17 Method of making metal coating on tiller cutting edges

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2497641C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2723496C2 (en) * 2015-12-18 2020-06-11 Цзеч Течницал Университы Ин Прагуе, Фацулты Оф Мечаницал Енгинееринг, Департмент Оф Продуцтион Мачинес Анд Еяуипмент Method of producing metal parts, in which deposition of material is used, and device for realizing said method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU274264A1 (en) * В. А. Суворов, Ниловский , И. Д. Гупало METHOD OF SURFACE
RU2175905C2 (en) * 1999-11-15 2001-11-20 Инженерный центр "Сплав" Method for obtaining welded metal with predetermined properties at automatic arc welding
RU2350441C2 (en) * 2007-02-21 2009-03-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") Process of receiving of metal coating by overlaying welding method with ultra-fine grained structure and reinforced particles in nanoscale range

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU274264A1 (en) * В. А. Суворов, Ниловский , И. Д. Гупало METHOD OF SURFACE
RU2175905C2 (en) * 1999-11-15 2001-11-20 Инженерный центр "Сплав" Method for obtaining welded metal with predetermined properties at automatic arc welding
RU2350441C2 (en) * 2007-02-21 2009-03-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") Process of receiving of metal coating by overlaying welding method with ultra-fine grained structure and reinforced particles in nanoscale range

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2723496C2 (en) * 2015-12-18 2020-06-11 Цзеч Течницал Университы Ин Прагуе, Фацулты Оф Мечаницал Енгинееринг, Департмент Оф Продуцтион Мачинес Анд Еяуипмент Method of producing metal parts, in which deposition of material is used, and device for realizing said method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhou et al. A comparative study of the structure and wear resistance of NiCrBSi/50 wt.% WC composite coatings by laser cladding and laser induction hybrid cladding
Chen et al. Surface modification of resistance welding electrode by electro-spark deposited composite coatings: Part I. Coating characterization
Gatto et al. Plasma Transferred Arc deposition of powdered high performances alloys: process parameters optimisation as a function of alloy and geometrical configuration
Liu et al. Improving the corrosion resistance and mechanical property of 45 steel surface by laser cladding with Ni60CuMoW alloy powder
Peng et al. Fabrication of WCp/NiBSi metal matrix composite by electron beam melting
US20140212636A1 (en) Toughened and Corrosion- and Wear-Resistant Composite Structures and Fabrication Methods Thereof
Buytoz Microstructural properties of SiC based hardfacing on low alloy steel
DE102015109372A1 (en) COMPOSITE WEAR PROTECTION AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
CN103526198B (en) Containing the wear-resisting laser cladding coating of NbC particle reinforce iron-based and the preparation method of rare earth element
AU2020100570A4 (en) Nickel-based seamless multi-core braze coating material
CN108441859A (en) Enhance wear-resisting laser cladding coating of Ni bases and preparation method thereof using Nb elements
Liu et al. Novel method to fabricate Ti–Al intermetallic compound coatings on Ti–6Al–4V alloy by combined ultrasonic impact treatment and electrospark deposition
RU2350441C2 (en) Process of receiving of metal coating by overlaying welding method with ultra-fine grained structure and reinforced particles in nanoscale range
CN104722893B (en) Method for preparing wear-resistant coating based on overlay welding and argon shielded arc cladding
CA3066823A1 (en) Iron based alloy suitable for providing a hard and wear resistant coating on a substrate, article having a hard and wear resistant coating, and method for its manufacture
JP2018135585A (en) Metal member and method for manufacturing clad layer
Luo et al. The effects of coating parameters on the quality of TiB2–TiC composite phase coating on the surface of Cu–Cr–Zr alloy electrode
JP2022500551A (en) Methods and Compositions for Forming Hybrid Aluminum Composite Coatings
CN108330321A (en) A kind of increasing material manufacturing method of easy segregation high resiliency Cu-Ni-Sn alloys
JP2017521548A (en) Titanium carbide overlay and manufacturing method thereof
CN107457475A (en) The coating unit and method of metal surface wear-resistant coating
Luo et al. Electrospark deposition of Al2O3–TiB2/Ni composite-phase surface coatings on Cu–Cr–Zr alloy electrodes
Paustovskii et al. Optimization of the composition, structure, and properties of electrode materials and electrospark coatings for strengthening and reconditioningof metal surfaces
RU2497641C1 (en) Method of making metal coating on tiller cutting edges
CN104372337A (en) Ni-TiO2 nano coating and preparation method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190518