SU1688981A1 - Способ получени износостойкого покрыти - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к порошковои металлургии, в частности к способам пол учени  износостойкого покрыти  Цель повышение износостойкости покрыти  за счет снижени  пористости и увеличени  прочности сцеплени  с основой Смешивают металлический порошок с жицким натри евым стеклом, вз тым в количестве 4 5-7% от объема металлического порошка, нано с т смесь на металлическую основу и нагревают в среде расплава синтетического боратного шлака с основностью 025 0 45 до температуры, превышающей температуру солидуса смеси, i, ниже температуры сопи- дусз материала основы 1 табл

Description

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано дл  восстановлени  и упрочнени  различных изделий.

Известен способ получени  износостойкого покрыти  детали нанесением рабочего сло  на его поверхность с использованием промежуточного сло , заключающийс  в том, что на поверхность рабочего сло  нанос т слой цементирующего материала и нагревают в нейтральной атмосфере до температуры выше температуры плавлени  цементирующего металла, в качестве рабочего сло  используют порошок карбида вольфрама, а в качестве цементирующего материала и материала промежуточного сло  - медь 1.

Недостатками известного способа  вл ютс  сложность и нетехнологичность процесса , не позвол ющие получить прочный с хорошим сцеплением слой.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ образовани  износоустойчивого спеченного сло  t а металлической подложке, заключающийс  в топ, что поверхность металлической подложки нанос т порошковый сплав, состо щий из первого и второго слоев. В состав первого сло  входит 94-99% лорошка сплава Fe-Cr и 1-6% акрилового св зующего, второй слой содержит 94-96% порошка эвтектического сплава и 1-6% акрилового св зующего. Подложку с нанесенными порошками нагревают в инертной атмосфере до температуры , превышающей температуру солидуса эвтектического сплава, но лежащей ниже температуры солидуса сплава Fe-Cr 2.

Недостатками известного способа  вл етс  пористость и недостаточна  прочность сцеплени  получаемого сло  с подложкой. При нагреве акриловое св зующее разлагаJO ICO

|со ю со

eit-.к, активно вступа  во взаимодействие с порошками и подложкой. Получаемые при эп)м соолмнени  не успевают выдел тьс  vi слое, что затрудн ет получение беспори- стого соединени , Прочность сцеплени  по- оошксжого сплава с подложкой -йдог.-агсчна из-за того, что нанесенный первый слой порошка сплава Fe-Cr, покрыва  поверхность подложки и име  температуру солидуса выше температуры нагрева, преп тствует проникновению ззтектиче- iKC-ry сплава и ограничивает его площадь .-. подложкой. Кроме того, способ

tl. Сь ЗиОЛ .с; бОЛЬШОЙ ТОЧНОСТЬЮ регуЛИРОЗГТЕ , емпорзту ру процесса, что затрудн - получите елок с заданными свойствами.

Ц.1ь изобретени - повышение износо- г.тойкооти подрыт1,:, за счет снижени  пори- Ci. jCTt :;; повышени  прочности сцеплени  с осмоаой.

Постййлеина  цель достигаетс  за счет того, «то i-io . металлическую подложку наносит суг.пьнзи:о частиц металлического по- рргик  а неорганическом св зующем - сгекле натриевом жидком, слой суспензии намес т заданной толщины, нагревание вед/т гз среде расплава синтетического боратного апака с основностью В 0,25-0,45 до TGMr. 3p24yps:, превышающей температуру co/uv-iyca нсмосммого сло  и ниже тёмпера- уру со шдусо материала подложки.

/1с(Юл зоьан«/р„   качестве неорганиче- счог ос з зующэго стзкла натриевого жидкого обус сзлвио сродством по составу с примен емыми скитатическими боратными .ила: з,in. необходимостью обеспечени  оиепьзн К частиц порокша между собой и |Эдло :;ко: 1 л до  локального раскислени  поверхности часта ц металлического порош- t подложки з начальный момент вре зК Л .

Количество примен емого стекла на- TOi/езого ходкого выбираетс  исход  из обеспечени  следующих свойств: св зыва- нмв асах частиц между собой; сцепление полученной суспензии с подложкой по всей поверхности; получение суспензии такой консистенции, при нанесении которой образуетс  равномерный по толщине слой; получение фиксированного сло  необходимой ТОЛЩИНУ, и составл ет 4,5-7% от объема используемого порошка,

Прч нагревании в расплаве синтетического бор тного шлака подложка с нанесен- ы: сло м стекло .натриевое жидкое р злзгг етсч нэ оксид натри  NaaO и оксид /.ремим  5Юз. Оксид натри  NaaO выходит мз ело н шпак, не измен   его свойств. Оксид крймчи  вступает во взаимодействие с о итными пленками поверхностей частиц порошка и подложки, частично разруша , св зывает их и выводит в шлак, тем самым обеспечивает локальное раскисление в первоначальный момент времени протекани  процесса и не способствует образованию пор в слое. Количество окиси кремни  SI02, вход щее в состав стекла натриевого жидкого, не обеспечивает полного очищени  поверхности частиц порошка и

подложки от окисных пленок. Последующее очищение поверхности осуществл ет за счет использовани  синтетического борат- ного шлака. Вход щий в состав шлака борный ангидрид вступает во взаимодействие с

окисными пленками, полностью очища  поверхность от них.

При этом количественное содержание ангидрида в шлаке определ ет его химическую активность и выражаетс  через коэффициент основности В.

Используемый синтетический боратный шлак должен обладать следующими свойствами: высока  равномерность и быстрота нагрева; возможность получени  температуры расплава с точностью ±10°С; растворение и очистка от окислов поверхностей подложки и частиц порошка; защита подложки и частиц порошка от вредного воздействи  кислорода воздуха как во врем 

самого процесса, так и при переносе на открытом воздухе; стабильность химического состава нанесенного сло ; преп тствие порообразованию; преп тствие короблению и обезуглероживанию; практическое отсутствие

деформаций.

Применение синтетического боратного шлака с основностью В 0,25-0,45 обусловлено перечисленными свойствами. Использование шлака с основностью В 0,25

приводит к взаимодействию шлака с металлом подложки и снижению прочности сцеплени  наносимого сло  и подложки. Применение шлака с основностью В 0,45 приводит к неэффективной очистке поверхностей подложки и частиц порошка, что снижает прочность сцеплени  наносимого сло  и подложки. Вли ние основности примен емого синтетического боратного шлака на качество наносимого сло  определено экспериментально .

Дл  получени  сло  заданной толщины необходимо нанести слой суспензии определенной толщины.

На поверхность подложки.нанос т слой

суспензии толщиной

Hi

Vi

0)

где Hi - толщина наносимого сло , мм;

Vi - объем, занимаемый слоем, покрывающим подложку, мм3;

So - единична  площадь поверхности подложки, мм2.5

По окончании процесса попучают слой толщиной

н V0

Но --о- ,

(2)

где Но-толщина сло , который необходимо получить, мм;

Vo - объем, занимаемый получаемым слоем, мм3.

Выразим Hi через Н0, использу  формулы (1) и (2):

Vi

Vn

Hi

Vi

w

нс

(3)

Распишем подробно величины Vi м V0 м выразим их через объем вз того металлического порошка, При этом

Vi Vn + Уж.с. ,(4)

где Vn - объем, занимаемый металлическим порошком, мм ;

V.L - объем, занимаемый жидким стеклом , ммг.

Зна  определенный эксперимент объем Vx.c., выраженный через Vn, запишем

«-(Mill.

100

Vn,

(5)

Дл  проведени  расчетов начальный бъем металлического порошка примем равным 1. тогда Vi 1 + ( 0,045 - 0.07) Л/П (1,045 - 1,07) х У

xVn,. 40

при этом V0 Vn.

Подставл   значени  Vi и Vo, выраженные через Vn, в формулу (3), получим зависимость между толщинами наносимого и получаемого слоев:45

Hi---Н0 (1,045-1,07) -Но(6).

Зна  полученную зависимость, можно 0 получить слой заданной толщины

П р и м а р, Предлагаемый способ обраовани  износоустойчивого сло  на Метал

0

5

0

5

0

5

0

5

0

лической подножке реаличо .ан ;/т.т, . образом.

Исходные данные: мптз лмче:: - nor ложка из стали 45 ГОСТ 1050--7-1. суст--н ,---. состо ща  из 70% порошка Fe О( ГОСТ 4757-70), 30% порошка 6p t;-;i, (БрОФ10-1 ОСТ 1,90054-72) и 5% стоОьег-., металлического порошка стекла натриевого жидкого (ГОСТ 13070-81): расплав синготч ческого боратного шлака АН-ИЛ TV 21 УССР 57-77 основности В - 0.35.

На металлическую подложку, очищен ную от гр зи, нанос т слой суспензии толщиной 1,15 мм. Затем подложку помещают в шкаф сушильный, где нагревают до 130°С и выдерживают в течение 1 ч. После vmrr подложку помещают в ванну с раотазом синтетического боратного шлака, имеющп го температуру 960°С и выдерживаю 1 о те чение 0,25 ч.

Извлеченна  из ванны подложка покрь1- та слоем застывшего шлака, дл  его отделе- ни  подложку опускают Б ванну с водог. температурой 20°С. В результате получаю слой толщиной 1,10 мм.

Проводили испытани  на износ образ цов. Износ образцов устанавливали путем взвешивани  их до и после испытаний -ш аналитических весах типа ВЛД-2СОг-М г. точностью до 0,1 мг.

Полученные результаты исследован образцов на износ представлены в таблице.

На основании полученных данных установлено , что массовый износ образца, обр-, ботанного по предлагаемому способу.на 14% меньше массового износа сбрззцл. обработанного по прототипу.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  износостойкого си- крыти , включающий приготовление смет. из металлического порошка и св зующего, нанесение ее на металлугческую основу, нагрев до температуры, превышающей температуру солидуса смеси, но ниже температуры солидуса материала основы, отличающийс  тем, что, с целью повышени  износостойкости покрыти  зз счет снижени  его пористости и увеличени  прочности сцеплени  сосновой, при смешивании в качестве св зующего берут жидкое натриевое стекло в количестве 4,5-7% от объема металлического порошка, а нагрев провод т а среде расплава синтетического боратного шлака с основностью С.25-0,45.

   , 55 , 96

   16

   4 и 4

   70

   30

   275

   345

   Масло моторное 500 12

   (гост

   17473.1-35),

   3-10 капель в минуту

   SCO 12

   7,5