RU2618027C1 - Паста для износостойкой наплавки и износостойкое покрытие - Google Patents
Паста для износостойкой наплавки и износостойкое покрытие Download PDFInfo
- Publication number
- RU2618027C1 RU2618027C1 RU2016111419A RU2016111419A RU2618027C1 RU 2618027 C1 RU2618027 C1 RU 2618027C1 RU 2016111419 A RU2016111419 A RU 2016111419A RU 2016111419 A RU2016111419 A RU 2016111419A RU 2618027 C1 RU2618027 C1 RU 2618027C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- paste
- coating
- binder
- wear
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано для нанесения наплавкой металлокерамических покрытий на изделия, работающих при повышенных температурах в условиях абразивного износа и воздействия коррозионной среды. Первый слой покрытия толщиной 0,5-0,7 мм выполнен из пасты, содержащей компоненты в следующем соотношении компонентов, об.%: порошок карбида бора 15-25, порошок углерода 1,5-2, порошок никеля 3-4, порошок бора аморфного 3-5, порошок хрома 3-4, кремнийорганический лак КО-85 - остальное. Второй слой покрытия толщиной 0,75-2,6 мм выполнен из расплавленной пасты, содержащей компоненты в следующем соотношении, об.%: порошок карбида бора 10,0-30,0, порошок церия 0,1-0,2, аэросил 2,0-5,0, порошок плавикового шпата 0,3-2,0, порошок металла, выбранного из группы, включающей кобальт, никель, железо 30,0-50,0, по меньшей мере, одно связующее, выбранное из группы, включающей жидкое стекло, кремнезоль, алюмозоль – остальное. Наплавленное покрытие обладает высокой износостойкостью и коррозионной стойкостью. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к технологии нанесения металлокерамических покрытий наплавкой на изделия, работающих при повышенных температурах в условиях абразивного износа и воздействия коррозионной среды.
Известна паста для получения наплавкой борсодержащего покрытия, содержащая в качестве борсодержащего компонента порошок карбида бора, ферробора, буры, фторбората калия, других соединений бора («Ekabor»), а также хлористый аммоний, карбид кремния и связующее: силиконовое масла высокой вязкости, этилсиликат, силикат натрия (жидкое стекло). Переплав пасты на поверхности изделия ведут электронным или лазерным лучами, причем глубина переплава составляет 0,5-1,5 мм.
(DE 4139956, B23K 35/32, C21D 9/30, C23C 8/68, опубликовано 09.06.1993)
Недостатком покрытия, полученного с использованием известной пасты, является его хрупкость и достаточно низкая коррозионная стойкость.
Наиболее близкой по составу компонентов является паста для износостойкой наплавки, включающая порошки графита, карбида бора, карбида хрома и углеводородное связующее при следующем соотношении компонентов, мас. %: углерод (графит) 40-60, карбид бора 0,1-3, карбид хрома 0,25-5, глицерин - остальное. В качестве дополнительной добавки использован порошок железа. Износостойкое покрытие формируют при электроконтактном нагреве пасты, нанесенной на поверхность изделия.
(SU 537780, B23K 35/368, опубликовано 05.12.1976)
Недостатком известной пасты является невысокая твердость наплавленного металла и недостаточная износостойкость вследствие пористости покрытия из-за высокого содержания газообразующих компонентов.
Наиболее близким покрытием, полученным способом наплавки, является покрытие, полученное с использованием двух слоев паст. Паста первого нижнего слоя толщиной 0,1-0,4 мм и массой 0,5-4,0% от массы наплавляемого материала состоит из связующего и нанопорошка тугоплавкого материала с диаметром частиц 10-70 нм и с температурой плавления более чем на 400°C выше температуры жидкого металла сварочной ванны. Паста второго верхнего слоя толщиной 2,0-5,0 мм состоит из связующего и смеси порошков материалов, обеспечивающих служебные свойства наплавляемого покрытия. Наплавку проводят путем полного расплавления обоих слоев паст, а также основного металла. В качестве источника энергии для расплавления могут быть использованы дуга, плазменная струя, луч лазера, электронный луч. В качестве связующего в двух пастах использована карбоксиметилцеллюлоза, причем для получения пасты первого нижнего слоя использован нанопорошок карбида вольфрама, а для получения пасты второго верхнего слоя использована смесь порошков хрома, никеля, ванадия, титана, бора, графита. Глубина проплавления основного металла составляет 0,1-2 мм.
(RU 2350441, B23K 9/04, C23C 4/12, B23K 35/36, опубликовано 27.03.2009)
Недостатком известного технического решения является неопределенность качественного состава паст и соотношений компонентов в пастах, предназначенных для нанесения слоев, подвергаемых переплаву, что делает невозможным спрогнозировать и/или определить служебные характеристики покрытия, который должно обеспечить известное техническое решение. Кроме того, использование карбоксиметилцеллюлозы в качестве связующего не исключает повышенной пористости покрытия и снижение его износостойкости.
Задачей и техническим результатом изобретения является создание пасты для износостойкой наплавки, обеспечивающей повышение износостойкости и коррозионной стойкости наплавленного покрытия, а также создание металлокерамического износостойкого покрытия, полученного с использованием пасты по изобретению.
Технический результат достигается тем, что паста для износостойкой наплавки включает порошки карбида бора, углерода и углеводородное связующее, причем дополнительно содержит порошок никеля, порошок бора аморфного, порошок хрома, а в качестве углеводородного связующего - кремнийорганический лак КО-85 при следующем соотношении компонентов, об. %:
порошок карбида бора | 15-25 |
порошок углерода | 1,5-2 |
порошок никеля | 3-4 |
порошок бора аморфного | 3-5 |
порошок хрома | 3-4 |
кремнийорганический лак КО-85 | остальное |
Технический результат также достигается тем, что толщина пасты на поверхности изделия перед расплавлением составляет 0,7-3,0 мм.
Технический результат также достигается тем, что износостойкое металлокерамическое покрытие состоит из двух наплавленных слоев, полученных расплавлением двух слоев паст, содержащих смесь порошков и связующее, причем первый слой покрытия толщиной 0,5-0,7 мм выполнен из расплавленной пасты по п. 1, а второй слой покрытия толщиной 0,75-2,6 мм выполнен из расплавленной пасты, содержащей смесь порошков, включающей: порошок карбида бора, порошок церия, аэросил, порошок плавикового шпата, а также, по меньшей мере, один порошок металла, выбранный из группы: кобальт, никель, железо; а в качестве связующего содержит, по меньшей мере, одно связующее, выбранное из группы: жидкое стекло, кремнезоль, алюмозоль, при следующем соотношении компонентов, об. %:
порошок карбида бора | 10,0-30,0 |
порошок церия | 0,1-0,2 |
аэросил | 2,0-5,0 |
порошок плавикового шпата | 0,3-2,0 |
порошок металла, выбранного из | |
группы: кобальт, никель, железо | 30,0-50,0 |
по меньшей мере, одно связующее, | |
выбранное из группы: жидкое стекло, | |
кремнезоль, алюмозоль | остальное |
Изобретение может быть проиллюстрировано следующими примерами, представленными в таблицах 1 и 2.
Пример 1. Композицию пасты по п. 1 изобретения готовили следующим образом. В часть требуемого объема кремнийорганического лака КО-85 (ГОСТ 11066-74, введенного в действие 01.01.1975), представляющего собой смесь раствора полифенилсилоксановой смолы в толуоле и раствора полибутилметакрилатной смолы в смеси ацетона, этилацетата и бутилацетата, при перемешивании последовательно вводили порошок карбида бора (15-25 об. %), порошок углерода (1,5-2,0 об. %), порошок никеля (3-4 об. %), порошок бора аморфного (3-5 об. %) и порошок хрома (3-4 об. %). После этого доводили объем кремнийорганического лака КО-85 до 100%.
При необходимости разбавления и доведения пасты до рабочей вязкости 16-60 с по ВЗ-4 в зависимости от способа нанесения пасты в кремнийорганический лак КО-85 добавляют растворители (ксилол, сольвент 130/150, растворитель Р-5).
После составления пасту по изобретению (таблица 1) выдерживали в течение 0,5-1 часа до удаления пузырьков воздуха, после чего ее наносили на поверхность изделия (образца). Оптимальная толщина слоя пасты составила 0,7-3,0 мм. При нанесении пасты в два слоя время выдержки первого слоя нанесенной пасты до нанесения второго слоя составило 30-50 мин.
Для наплавки износостойкого покрытия с использованием пасты по изобретению использовали стандартную методику аргонодуговой наплавки неплавящимся электродом с расплавлением нанесенной пасты и поверхности основного металла на глубину 0,1-1,5 мм.
Пример 2. Композицию пасты по п. 1 изобретения (таблица 2) для первого слоя металлокерамического покрытия готовили и наносили на изделие (образец) согласно примеру 1. Суммарная толщина первого слоя пасты для металлокерамического покрытия составила 0,65-0,85 мм.
Композицию пасты для второго слоя металлокерамического покрытия готовили путем последовательного введения при постоянном перемешивании до полного распределения в части требуемого объема связующего аэросил (2,0-5,0 об. %), порошок карбида бора (10-30 об. %), порошок церия (0,1-0,2 об. %), порошок плавикового шпата (0,3-2 об. %), порошок металла (кобальта, или никеля, или железа 30-50 об. %). После этого доводят объем связующего до 100%.
После составления указанную пасту (таблица 2) выдерживали в течение 0,5-1 часа до удаления пузырьков воздуха, после чего ее наносили на поверхность первого слоя пасты для металлокерамического покрытия. Оптимально нанесение пасты в 2 слоя с суммарной толщиной 1,0-3,0 мм. Время выдержки 2-х нанесенных паст составил 30-50 мин.
Для наплавки износостойкого металлокерамического покрытия по изобретению использовали стандартную методику аргонодуговой наплавки неплавящимся электродом с расплавлением нанесенных слоев паст и поверхности основного металла на глубину 0,1-1,5 мм.
После наплавки толщина первого слоя покрытия, полученного расплавлением пасты по п. 1, составила 0,5-0,7 мм, а толщина второго слоя расплавленной пасты - 0,8-2,5 мм в зависимости от толщины второго слоя пасты.
Покрытия, полученные согласно примерам 1 и 2, подвергали испытаниям при одновременном воздействии циклических нагрузок, температуры 190-200°C в коррозионной среде камеры солевого тумана. Кроме того, покрытие также подвергали испытаниям в условиях воздействия абразивных веществ.
Результаты испытаний показали достижение поставленного технического результата. Паста для износостойкой наплавки по изобретению, обеспечивает повышение износостойкости и коррозионной стойкости наплавленного покрытия, а металлокерамическое покрытие, состоящее из двух слоев, одно из которых получено с использованием пасты по изобретению, обладает повышенной износостойкостью и коррозионной стойкостью.
Claims (4)
1. Паста для наплавки износостойкого металлического покрытия, включающая порошки карбида бора, углерода и углеводородное связующее, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит порошок никеля, порошок бора аморфного, порошок хрома, а в качестве углеводородного связующего – кремнийорганический лак КО-85 при следующем соотношении компонентов, об. %:
2. Износостойкое металлокерамическое покрытие, состоящее из двух наплавленных слоев, полученных расплавлением пасты, содержащей смесь порошков и связующее, отличающееся тем, что первый наплавленный слой покрытия выполнен толщиной 0,5-0,7 мм расплавлением пасты по п. 1, а второй слой покрытия выполнен толщиной 0,75-2,6 мм расплавлением пасты, содержащей смесь порошков, включающей порошок карбида бора, порошок церия, аэросил, порошок плавикового шпата, и по меньшей мере один порошок металла, выбранный из группы, включающей кобальт, никель, железо, а в качестве связующего – по меньшей мере одно связующее, выбранное из группы, включающей жидкое стекло, кремнезоль и алюмозоль при следующем соотношении компонентов, об. %:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016111419A RU2618027C1 (ru) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Паста для износостойкой наплавки и износостойкое покрытие |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016111419A RU2618027C1 (ru) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Паста для износостойкой наплавки и износостойкое покрытие |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2618027C1 true RU2618027C1 (ru) | 2017-05-02 |
Family
ID=58697735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016111419A RU2618027C1 (ru) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Паста для износостойкой наплавки и износостойкое покрытие |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2618027C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2755912C1 (ru) * | 2021-02-09 | 2021-09-22 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" | Науглероживающая паста для наплавки |
CN116397123A (zh) * | 2023-06-08 | 2023-07-07 | 西安热工研究院有限公司 | 耐磨蚀的高镍铬/b2o3材料及其制备方法和应用 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU537780A1 (ru) * | 1975-03-06 | 1976-12-05 | Брянский Филиал Всесоюзного Проектно-Технологического Института Строительного И Дорожного Машиностроения | Паста дл наплавки |
US4627896A (en) * | 1984-07-16 | 1986-12-09 | Bbc Brown, Boveri & Company Limited | Method for the application of a corrosion-protection layer containing protective-oxide-forming elements to the base body of a gas turbine blade and corrosion-protection layer on the base body of a gas turbine blade |
US5660320A (en) * | 1994-11-09 | 1997-08-26 | Mtu Motoren-Und Turbinen-Union Munchen Gmbh | Method of manufacturing a metallic component or substrate with bonded coating |
RU2209715C2 (ru) * | 2001-04-06 | 2003-08-10 | Омский государственный университет путей сообщения | Легируюшая паста для наплавки |
RU2350441C2 (ru) * | 2007-02-21 | 2009-03-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Способ получения методом наплавки металлического покрытия с ультрамелкодисперсной структурой и упрочняющими частицами в наноразмерном диапазоне |
-
2016
- 2016-03-28 RU RU2016111419A patent/RU2618027C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU537780A1 (ru) * | 1975-03-06 | 1976-12-05 | Брянский Филиал Всесоюзного Проектно-Технологического Института Строительного И Дорожного Машиностроения | Паста дл наплавки |
US4627896A (en) * | 1984-07-16 | 1986-12-09 | Bbc Brown, Boveri & Company Limited | Method for the application of a corrosion-protection layer containing protective-oxide-forming elements to the base body of a gas turbine blade and corrosion-protection layer on the base body of a gas turbine blade |
US5660320A (en) * | 1994-11-09 | 1997-08-26 | Mtu Motoren-Und Turbinen-Union Munchen Gmbh | Method of manufacturing a metallic component or substrate with bonded coating |
RU2209715C2 (ru) * | 2001-04-06 | 2003-08-10 | Омский государственный университет путей сообщения | Легируюшая паста для наплавки |
RU2350441C2 (ru) * | 2007-02-21 | 2009-03-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Способ получения методом наплавки металлического покрытия с ультрамелкодисперсной структурой и упрочняющими частицами в наноразмерном диапазоне |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2755912C1 (ru) * | 2021-02-09 | 2021-09-22 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" | Науглероживающая паста для наплавки |
CN116397123A (zh) * | 2023-06-08 | 2023-07-07 | 西安热工研究院有限公司 | 耐磨蚀的高镍铬/b2o3材料及其制备方法和应用 |
CN116397123B (zh) * | 2023-06-08 | 2023-09-08 | 西安热工研究院有限公司 | 耐磨蚀的高镍铬/b2o3材料及其制备方法和应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Amado et al. | Crack free tungsten carbide reinforced Ni (Cr) layers obtained by laser cladding | |
TW200303927A (en) | Corrosion resistant powder and coating | |
RU2618027C1 (ru) | Паста для износостойкой наплавки и износостойкое покрытие | |
Kandeva et al. | TRIBOLOGICAL STUDIES OF HIGH VELOCITY OXY-FUEL (HVOF) SUPERALLOY COATINGS. | |
JP5843291B2 (ja) | 複合溶射皮膜 | |
US4158578A (en) | Method for forming a carbide layer of a Va-Group element of the periodic table or chromium on the surface of a ferrous alloy article | |
Liu et al. | Microstructure and properties of AC-HVAF sprayed Ni60/WC composite coating | |
Pyachin et al. | Formation of intermetallic coatings by electrospark deposition of titanium and aluminum on a steel substrate | |
WO1993011277A1 (fr) | Procede de production d'un element d'immersion pour bain de metal fondu | |
Pyachin et al. | Electrospark coatings based on WC-Co alloys with aluminium oxide and carbon additives | |
JP5719399B2 (ja) | 溶融ガラス塊成形用金型およびその製造方法 | |
Kuo et al. | Microstructure and wear characteristics of hypoeutectic, eutectic and hypereutectic (Cr, Fe) 23C6 carbides in hardfacing alloys | |
JP2020532649A (ja) | 被覆金属基材 | |
Kalinichenko et al. | Development of Wear Resistant Coatings Formed by Plasma Spraying of Alloy Ni–Fe–Cr–Si–B–C System Reinforced with Ceramics Al2O3 | |
US2743515A (en) | Weld backings and method of welding by use of same | |
RU2538227C1 (ru) | Наноструктурированная наплавочная проволока | |
Luo et al. | Defects Modification of TiB2–TiC Composite Phase Coating Resistance Spot Welding Electrode via Friction Stir Processing | |
JP2022530354A (ja) | サブマージアーク溶接(saw)によるアセンブリの製造方法 | |
US2312109A (en) | Welding electrode | |
RU2748004C1 (ru) | Порошковый материал для нанесения износостойкого газотермического покрытия, получаемый самораспространяющимся высокотемпературным синтезом | |
Kazamer et al. | S, erban, V.-A. Comparison of Ni-Based Self-Fluxing Remelted Coatings for Wear and Corrosion Applications. Materials 2021, 14, 3293 | |
Vasudev | Hardfaced layer on mild steel made by paste technique with SMAW electrode to improve surface properties | |
KR100447289B1 (ko) | 탄화티탄/붕화텅스텐 코팅막 | |
US2240033A (en) | Weld rod and coating therefor | |
Kilic et al. | Boron and Ekabor III coating of AISI 316 stainless steel by PTA surface alloying |