SU1764912A1

SU1764912A1 - Состав шихты дл наплавки

Info

Publication number: SU1764912A1
Application number: SU904870968A
Authority: SU
Inventors: Валентин Николаевич Ткачев; Александр Владимирович Загребин; Николай Владимирович Казинцев; Лидия Николаевна Очкина
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1990-10-02
Publication date: 1992-09-30

Abstract

Использование: индукционна наплавка . Сущность изобретени : состав содержит, мас.%: флюс на основе боро- содержащих компонентов 1-2; карбид бора 2-6; твердый сплав - основа; си- ликобарий 0,3-1,5. Введение в состав си- ликобари обеспечивает получение высокодисперсной заэвтектической структуры , состо щей из карбоборидной эвтектики и избыточных карбидов и боридов хрома. 2 табл.

Description

Изобретение относитс к области сварочного производства, в частности к составу шихты дл индукционной наплавки, и может быть использовано дл наплавки быстро изнашиваемых поверхностей рабочих органов сельскохоз йственных машин.

Известна шихта дл наплавки, содержаща следующие компоненты, мас.%;

Ферротитан Силикокальций Железный порошок Карбид бора Феррохром

2,5-3

1,8-2,1

30-34

1-1,3

Остальное

Недостатком известной шихты вл етс высока температура плавлени , вследствие чего в биметаллическом соединении на- блюдаетс значительное проплавление основно 1 металла и разбавление твердого сплава Mt, аллом основы, а также ввиду высокой скорости кристаллизации наплавленна ванна не всегда успевает полностью

дегазироватьс , что приводит к дефектам наплавленного сло .

Наиболее близкой к предполагаемому составу по технической сущности достигаемого эффекта вл етс шихта дл наплавки, содержаща следующие компоненты, мас.%:

Твердый сплав77-87,5

Борный ангидрид5,2-11,1

Бура5-5,4

Силикокальций1,5-1,8

Карбид бора0,5-5

При наплавке известной шихтой происходит выгорание углерода и легирующих элементов и чрезмерное разбавление наплавленного металла металлом основы, что приводит к развитию в наплавленном металле структурных зон, обладающих пониженными механическими свойствами, а также недостаточна износостойкость, т.е. при наплавке на детали, изготовленные их углеродистых легированных сталей, подверXJ

Qs

N

Sb

ю

гаемые последующей термической обработке , в результате чего не достигаетс эффект самозатачивани биметаллического развити рабочих органов сельхозмашин, что снижает их долговечность в работе. В услови х эксплуатации срок службы такого биметаллического лезви повышаетс не более чем в 2,5 раза в сравнении с вариантом без наплавки, что недостаточно при все возрастающих требовани х к надежности и долговечности рабочих органов сельскохоз йственных машин.

Целью изобретени вл етс устранение указанных недостатков, т.е. повышение износостойкости и динамической прочности наплавленного биметаллического лезви .

Эта цель достигаетс тем, что в шихту дл наплавки, содержащую флюс на основе боросодержащих компонентов, карбид бора и твердый сплав, дополнительно ввод т силикобарий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Флюс на основе боросодержащих компонентов1-2

Карбид бора2-6

Твердый сплавОснова

Силикобарий0,3-1,5

Известно, что барий в виде силикобари используетс в литейном производстве как раскислитель стали.

Однако проведенные исследовани в области индукционной наплавки позволили испопьзовать силикобарий в шихте не только как раскислитель по своему пр мому назначению , но и как элемент, который при введении в шихту дал возможность уменьшить охрупчивание наплавленного сло , а также дл повышени удароустойчивости. Барий при введении в шихту в виде силикобари легирует наплавленный слой. При температуре 1200°С образуетс химическое содержание ВаСа. При совместном введении в шихту дл наплавки карбида бора и силикобари в процентном соотношении, указанном в формуле изобретени , происход т химические реакции (барий, полученный из (1), реагирует с карбидом бора): В4С + BaSi + 502 SI02 + Ва + 2В20з + С02

О)

Ва + В4С ВаС2 + В(2)

Ва + 1/2В4С ВаВ2+1/2С(3)

Ва+1/ЗВ4С 2/ЗВаВ2+1/ЗВаС2 (4) Реакции (1,3,4) происход т с выделением свободной энергии Гиббса от 1124 до 2450 кДж/кг.

Совместное введение в шихту карбида бора и силикобари позволило уменьшить охрупчивание наплавленного металла, повысить износостойкость, твердость и ударо- устойчивость, за счет образовани ВаС2, ВаВ2, FeB, Fe2B.

Металлографическими исследовани ми отмечено тонкое дендритное строение эв- тектоид пластинчатый и трооститообраз- ный, междендритные пространства заполнены эвтектикой тонкого строени в виде колоний, имеютс небольшие пол структурно-свободного цемента. Вторичный цементит отсутствует. Существование карбида бари как самосто тельной фазы нами не обнаружено. Однако введение бари позволило получить пластичный наплав- ленный слой с измельченной структурой зерна, не дава возможности выкрашиватьс частицами карбида бора.

Из всех исследованных легирующих и модифицирующих элементов барий наибо- лее эффективно повышает удароустойчи- вость. Коэффициент относительной износостойкости также значительно повышаетс и достигает 3,80.

Сравнение за вл емого решени с из- вестными позвол ет сделать вывод о соответствии его критерию Существенные отличи .

Следовательно, при введении бари в известную шихту дало возможность пол- учить шихту дл наплавки рабочих органов сельскохоз йственных машин, работающих в услови х абразивного износа и испытывающие ударные нагрузки.

Пример конкретного осуществлени . В лабораторных услови х НИИТМа была приготовлена шихта из порошковых материалов гранул ций 0,2 мм, содержаща , мас.%:

Флюс на основе боросодержащих

компонентов1,5

Карбид бора4,0

Твердый сплав93,7

Силикобарий0,8

В качестве силикобари вз т силикобарий выпускаемый по ТУ-14-14б-6-73, содержащий , мас.%:

Барий.35

Железо5

Алюминий2

Углерод0,5

Фосфор0,04

КремнийОстальное

В качестве твердого сплава вз т высоколегированный сплав ПГ-С27 ГОСТ 21448- 75, карбит бора в соответствии с ТУ-48-4260-10-84.

В качестве флюса в шихту введена ме- таборна кислота НВ02.

Смесь порошков перемешивали в лабораторном смесителе в течении 15 мин дл получени однородной шихты дл наплавки .

Аналогично были получены еще 4 соста- ва за вл емой шихты с различным содержанием компонентов и состав по прототипу. В табл.1 представлены составы испытываемых наплавочных шихт.

Каждый из приготовленных составов шихты был наплавлен на плоские образцы из стали марки ст.З размерами 60 х25 х 4 мм в одновитковом петлевом индукторе высокочастотной установки В4И-63/0,44. Высота наплавленного сло составл ла 1,1-1,2 мм. Каждым из приготовленных составов наплавлено по 10 образцов.

Наплавленные образцы подвергались сравнительным испытанием по следующим показател м:

твердость по НРСэ, определ лась в соответствии с ГОСТ 9613-59;

относительна износостойкость (Е) наплавленных сплавов, определ лась на машине Х4-Б в соответствии с ГОСТ 17367-71;

склонность наплавленного сплава к хрупкому разрушению определ лась по потере массы образца в соответствии с методикой , разработанной Ростовским-на-Дону НИИТМом.

Сущность методики заключаетс в том, что на вертикально установленный, наплавленный и заточенный под определенным углом образец наноситс сери ударов свободно падающего бойка, сила ударов ко- торого остаетс посто нной в течении всего цикла испытаний. Склонность твердого сплава к хрупкому разрушению определ етс по потере массы образца после определенного количества ударов бойка по лезвию образца.

В табл.2 представлены результаты сравнени свойств предлагаемой и известной шихты.

Из табл.2 видно, что введение в состав шихты силикобари 0,3-1,5 мас.% позвол ет значительно повысить твердость, относительную износостойкость и удароустойчивость.

Содержание силикобари менее 0,3 мас.% не обеспечивает существенного улучшени прочности свойства, а увеличение содержани силикобари более 1,5 мас.% приводит к повышению хрупкости наплавленного сплава, что делает затруднительным последующую механическую обработку его и отрицательно вли ет на эксплуатационные характеристики наплавленных рабочих органов сельхозмашин,

Таким образом, использование предлагаемой шихты позвол ет значительно повысить твердость, износостойкость и удароустойчивость наплавленного сплава, в результате чего обеспечиваетс самозатачивание упрочненного лезви и увеличени срока службы деталей, изготовленных из термообрабатываемой качественной стали, в 3-4 раза.

Предлагаема шихта прошла лабораторные и стендовые испытани и намечаетс к внедрению на ПО Красный Аксай дл индукционной наплавки стрельчатых и односторонних лап культиваторов.

Claims

Формула изобретени Состав шихты дл наплавки, содержащий флюс на основе боросодержащих компонентов , карбид бора и твердый сплав, о т- личающийс тем, что, с целью повышени износостойкости, твердости иудароустой- чивости наплавленного сло , он содержит дополнительно силикобарий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Флюс на основе боросодержащих компонентов1-2

Карбид бора2-6

Силикобарий0,3-1,5

Твердый сплавОстальное

Таблица 1

Таблица 2