ПОРОШКООБРАЗНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ НАПЫЛЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ Российский патент 2008 года по МПК C23C4/08 C22C24/00 

Изобретение относится к области технологии нанесения покрытий для защиты деталей от коррозионного воздействия агрессивных сред, а также для придания заранее заданных свойств, например высокой износостойкости, коррозионной стойкости и др. Изобретение может также применяться для восстановления изношенных деталей до требуемых геометрических параметров при высокой адгезии напыленного слоя с основой.

Известен порошкообразный материал для напыления износостойких покрытий [патент СССР №1609457, кл. С23С 4/04 - прототип], представляющий собой смесь порошков двух сплавов, выбранных из сплавов на основе никеля, содержащих, мас.%:

Никель - 72...82

Хром - 5...20

и по крайней мере один элемент, выбранный из группы, включающей

Молибден - 5

Вольфрам - 0,5

Углерод - 1,5

из сплавов на основе кобальта, содержащих, мас.%:

Кобальт - 62...63,5

Хром - 15...28

Вольфрам - 5...10

Углерод - 0,5...1,0

Кремний - 0,5...1,0

Никель или молибден - 2...5

из сплавов на основе железа, содержащих, мас.%:

Железо - 53,5...84,5

и по крайней мере два элемента, выбранные из группы, включающей

Хром - 11...25

Никель - 2...36

Кремний - 0,5

Углерод - 0,2...1,0

Молибден - 8,0

Причем соотношение сплавов в смеси составляет от 90:10 до 10:90.

К недостаткам относится недостаточная износостойкость выбранных составов и дороговизна составляющих элементов, таких как молибден, кобальт.

Задачей изобретения является повышение износостойкости и снижение стоимости порошка.

Поставленная задача достигается благодаря тому, что согласно изобретению состав для получения износостойких покрытий содержит механическую смесь двух порошков: порошка ПР-НХ17 (HRC 40) и порошка ПР-Х4ГСР (HRC 58), при следующем соотношении компонентов, мас.%: порошок ПР-НХ17 (HRC 40) - 55...65, порошок ПР-Х4ГСР (HRC 58) - 35...45. Предлагаемый состав для напыления представляет собой смесь порошков ПР-НХ17 и ПР-Х4ГСР, которую получают следующим образом. Смешиваем порошок ПР-HX17 (HRC 40) на основе никеля, содержащий, мас.%:

Никель - 83

Хром - 17

и порошок ПР-Х4ГСР (HRC 58) на основе железа, содержащий, мас.%:

Железо - 87

Хром - 4

Марганца - 2

Кремний - 2

Бор - 4

Вольфрам - 1

Для получения покрытия были приготовлены 3 смеси компонентов, отличающиеся друг от друга содержанием порошка ПР-НХ17 в %, а также содержанием порошка ПР-Х4ГСР, составляющим дополнительно до 100% часть каждой смеси. Каждая смесь представляет собой механическую смесь двух порошков.

Сравнительную износостойкость поверхностей образцов исследовали на машине трения МТУ-01 (ТУ 4271-001-29034600-2004). Метод испытаний основан на взаимном перемещении прижатых друг к другу с заданным усилием испытываемых образцов в среде смазочных материалов. В процессе испытания регистрируются: момент трения с графическим отображением его изменения, а также изменение веса испытуемых образцов.

Момент трения регистрируется тензодатчиком. Регистрируемые параметры записываются и обрабатываются с использованием ПЭВМ. Изменение веса образцов определяется путем взвешивания на аналитических весах ВЛА-200 по ТУ 25.06-383-74.

Машина обеспечивает измерение момента трения образцов с построением графиков временной зависимости момента трения. Скорость вращения образца без нагрузки, не более - 3000 мин^-1, а усилие прижима испытываемых образцов, в пределах 50-800 Н.

Значение износа определяли через каждые 2 часа испытаний при общей продолжительности испытаний каждой пары трения 20 ч.

Пример. Процесс газопламенной наплавки лап культиваторов осуществлялся в следующей последовательности.

1. Предварительный подогрев в муфельной печи СНОЛ-3,5 при температуре 120°С.

2. Зачистка поверхности шлифовальной машинкой для устранения ржавчины, окалины, влаги и возбуждения кристаллической решетки.

3. Напыление горелкой Искра-1 состава получающего покрытие толщиной до 2 мм с дистанции в 180 мм на ацетилено-кислородной смеси. Расход кислорода 1000 л/ч, ацетилена 850 л/ч. Контроль толщины проводили до 1 мм при помощи микрометра, ширины ленты на 10+1 мм по весу.

4. Оплавление резаком РВ-6 Искра на газе пропане при температуре 970-1020°С.

5. Остывание проводили в сушильном шкафу или в песке при температуре 150°С в течение 2-3 ч.

6. Визуальный контроль покрытия на внешние дефекты (трещины и т.д.).

В результате ресурс упрочненных или восстановленных лап культиваторов газопламенной наплавкой предлагаемой смесью по сравнению с известными порошковыми материалами по результатам сравнительных эксплуатационных испытаний на почвах Орловской и Тамбовской областей увеличился в 1,2 раза, при одновременном снижении себестоимости (таблица).

Таблица
Зависимость износостойкости от содержания порошков в смеси.СоставСодержание порошков в смеси, %Относительная износостойкостьОтносительная стоимостьПР-Х4ГСРПР-НХ17135651,10,9240601,20,8345551,00,7Прототип-1,01,0

Изобретение относится к области технологии нанесения покрытий для защиты деталей от коррозионного воздействия агрессивных сред, а также для придания деталям заранее заданных свойств, например высокой износостойкости и коррозионной стойкости. Изобретение может быть использовано для восстановления изношенных деталей до требуемых геометрических параметров при высокой адгезии напыленного слоя с основой. Порошкообразный материал содержит механическую смесь порошков сплава на основе никеля и сплава на основе железа. В качестве порошка сплава на основе никеля он содержит 55-65 мас.% порошка ПР-НХ17, а в качестве порошка сплава на основе железа он содержит 35-45 мас.% порошка ПР-Х4ГСР. Повышается износостойкость покрытия, полученного при использовании заявленного порошкообразного материала, и снижается стоимость порошкообразного материала. 1 табл.

Порошкообразный материал для напыления износостойких покрытий, содержащий механическую смесь порошков сплава на основе никеля и сплава на основе железа, отличающийся тем, что в качестве порошка сплава на основе никеля он содержит порошок ПР-НХ17, а в качестве порошка сплава на основе железа он содержит порошок ПР-Х4ГСР при следующем соотношении компонентов, мас.%:

порошок ПР-НХ1755-65порошок ПР-Х4ГСР35-45.