ЛЕГИРУЮШАЯ ПАСТА ДЛЯ НАПЛАВКИ Российский патент 2003 года по МПК B23K35/36 

Изобретение относится к области наплавки износостойких сплавов при изготовлении и ремонте деталей машин.

Известны легирующие флюсы, состав которых основывается на высококремнистом марганцевом плавленом флюсе с добавкой графита, сфенцирконового концентрата и борида хрома (см. Авторское свидетельство 1297360, МКИ В 23 К 35/362, Васильев Н.Г., Рауба А.А., Ражковский А.А. Флюс для наплавки, 1981). Однако использование легирующего флюса не всегда является рациональным приемом, т.к. при наплавке не весь флюс участвует в процессе наплавки и легирующие элементы, находящиеся во флюсе невозможно использовать полностью. Кроме того, флюсы имеют существенный технологический недостаток - наличие сепарации по удельному весу компонентов. Для устранения этого недостатка необходимо устанавливать специальные смесители. Это связано с соответствующими материальными затратами.

Наиболее близким решением является паста, в состав которой входят ферровольфрам, феррохром, феррованадий, графит серебристый, глицерин (см. Максимов Б.В. "Автоматическая наплавка инструмента под слоем легирующей пасты". - М., 1953).

Недостатком этой смеси является то, что в составе данной пасты содержится большое количество углерода, что может привести к образованию дефектной структуры, которая способствует образованию микротрещин. При уменьшении процентного содержания углерода отсутствует возможность поучения высокого значения твердости.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение твердости и износостойкости наплавленного слоя.

Предлагаемый состав легирующей пасты является смесью, в которую входит графит серебристый, отличающийся тем, что в состав пасты добавлены рудный концентрат, имеющий следующий химический состав, %: (Nb₂ + Ta)₂O₅ - 9,1; TiO₂ - 12,5; ZrO₂ - 9,6; SiO₂ - остальное, а также борид хрома, примеси циркония, титана, тантала, которые являются карбидообразующими элементами, частично растворяющимися в аустените и способствующие измельчению структуры металла, способствующий повышению твердости и износостойкости наплавленного слоя, а также электрографический порошок (ГОСТ 21448-75), который играет роль связующего элемента пасты, в составе которого содержится углерод, причем основные легирующие компоненты находятся в составе пасты в следующем соотношении, мас.%:
Рудный концентрат - 35
Борид хрома - 15
Графит серебристый - 50
Порошок электрографический, по объему ингредиентов - 10:1
Такой состав пасты при наплавке на среднеуглеродистую сталь обеспечивает получение твердости 30-45 HRC за счет образования в наплавленном металле карбидов.

При изготовлении легирующей пасты все входящие в нее ингредиенты тщательно перемешиваются в сухом виде, за исключением порошка электрографического. Затем добавляется электрографический порошок в соотношении на 10 частей сухого состава 1 часть электрографического порошка. Смесь перемешивают и добавляют растворитель, например ацетон, до получения густой суспензии. Полученную смесь наносят на восстанавливаемую поверхность и затем просушивают.

Нанесенная паста хорошо удерживается на наплавляемой поверхности в любом пространственном положении.

Состав пасты был апробирован на образцах, изготовленных из марки стали 45. Наплавленный металл имел твердость HRC 30-45, повышенную износостойкость в 1,5-1,7 раза, по сравнению с образцами, изготовленными из стали 45 и закаленными до HRC 40. Кроме того, в наплавленном металле и в зоне сплавления отсутствовали дефекты.

Предлагаемую пасту можно использовать для легирования при восстановлении деталей различной формы и конфигурации с достижением высокой твердости и износостойкости. Введение борида хрома позволяет отказаться от дефицитного ферровольфрама. Применение легирующих паст способствует более полному использованию дефицитных ингредиентов в процессе наплавки.

Изобретение может быть использовано при изготовлении и ремонте деталей машин различной конфигурации. Легирующая паста содержит графит серебристый, рудный концентрат, включающий окислы циркония, титана, тантала, а также борид хрома и в качестве связующего электрографический порошок при следующем соотношении компонентов, мас. %: рудный концентрат - 35; борид хрома - 15; графит серебристый - 50; порошок электрографический -10:1 по объему ингредиентов. Изобретение позволяет повысить твердость и износостойкость наплавленного слоя.

Легирующая паста для наплавки, содержащая графит серебристый, отличающаяся тем, что она содержит дополнительно рудный концентрат, включающий окислы циркония, титана, тантала, а также борид хрома и в качестве связующего электрографический порошок при следующем соотношении компонентов, мас. %: рудный концентрат - 35; борид хрома -15; графит серебристый - 50; порошок электрографический - 10: 1 по объему ингредиентов.