СПОСОБ НАПЛАВКИ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ Российский патент 2011 года по МПК B23K9/04 

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при получении износостойких покрытий на деталях из углеродистых и низколегированных сталей, работающих в условиях абразивного износа.

Известен способ наплавки (Способ наплавки. SU 158785 А, 12.11.1963. Бюллетень №22), который принят за прототип. По этому способу в качестве наплавляемого материала используют алюминиевую проволоку, процесс наплавки проводят по слою флюса с предварительным введением в разделку ниобия.

Однако недостатком данного способа является высокая стоимость легирующего элемента и ограниченная износостойкость наплавленных слоев.

Известен также способ электродуговой наплавки (Способ электродуговой наплавки износостойких покрытий. RU 2327551 С2. 27.06.2008. Бюл. №18), который принят за прототип. По этому способу электродуговая наплавка проводится в защитных газах, а в качестве присадочного материала используют алюминиевую проволоку или проволоку из алюминиевых сплавов. Наплавка проводится при режимах, обеспечивающих формирование наплавленного слоя с содержанием алюминия 20-40% (по массе).

Недостатком данного способа является ограниченная износостойкость наплавленного покрытия.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение износостойкости наплавленных слоев.

Способа электродуговой наплавки на сталь износостойких покрытий системы железо-алюминий включает проведение наплавки по слою флюса с использованием проволоки из алюминия или его сплавов в качестве присадочных материалов. В отличие от прототипа в процессе наплавки используют флюс, содержащий оксид хрома и криолит при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид хрома (III) - 25-35; криолит - 65-75, при этом наплавку проводят в защитных газах при режимах, обеспечивающих получение покрытия, содержащего 10-40% алюминия (мас.%).

Такая совокупность новых признаков с известными позволяет повысить износостойкость наплавленных слоев и снизить их стоимость.

Способ электродуговой наплавки в защитных газах по слою флюса на сталь износостойких покрытий системы железо-алюминий с содержанием алюминия 10-40% (мас.%), при котором в качестве присадочного материала используют алюминиевую проволоку или проволоку из алюминиевых сплавов. Наплавку проводят по слою флюса, содержащего оксид хрома и криолит при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид хрома (III) - 25-35; криолит - 65-75.

При содержании алюминия в пределах 10-40% (мас.%), металл шва содержит твердые интерметаллидные фазы Fе₃Аl, FeAl. При наплавке по слою флюса, содержащего оксид хрома, происходит восстановление хрома из оксида и легирование хромом металла повышает твердость и износостойкость наплавленного металла. Криолит обеспечивает стабильное горение сварочной дуги и хорошее растекание наплавленного металла по стали.

Примером применения данного способа является способ автоматической аргонодуговой наплавки неплавящимся электродом, при котором в качестве присадочного материала используют алюминиевую проволоку диаметром 1 мм. Наплавку проводят при силе сварочного тока 300 А и скорости наплавки 0,15 м/мин. Скорость подачи присадочной проволоки 2,5 м/мин. Перед наплавкой на поверхность детали наносится слой флюса, содержащего оксид хрома - 25% (мас.%), криолит - 75% (мас.%).

При таких режимах обеспечивается получение металла шва с содержанием алюминия в пределах 10-40% (мас.%), легированного хромом до 5% (мас.%), что повышает износостойкость наплавленных слоев.

Предлагаемый способ обеспечивает технический эффект и может быть осуществлен с помощью известных в технике средств. Следовательно, он обладает промышленной применимостью.

Изобретение может быть использовано при нанесении износостойких покрытий системы железо-алюминий на детали из углеродистых и легированных сталей, работающие в условиях абразивного износа. Осуществляют наплавку по слою флюса проволокой из алюминия или его сплавов. Используют флюс, содержащий оксид хрома и криолит при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид хрома (III) 25-35, криолит 65-75. Наплавку проводят в защитных газах при режимах, обеспечивающих получение покрытия, содержащего 10-40 мас.% алюминия. Формирование наплавленного слоя на основе интерметаллидов алюминия FeAl и Fе₃Аl, легированного хромом, обеспечивает повышение износостойкости рабочих поверхностей деталей.

Способ электродуговой наплавки на сталь износостойких покрытий системы железо-алюминий, включающий проведение наплавки по слою флюса с использованием проволоки из алюминия или его сплавов в качестве присадочного материала, отличающийся тем, что в процессе наплавки используют флюс, содержащий оксид хрома и криолит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
оксид хрома (III) 25-35, криолит 65-75, при этом наплавку проводят в защитных газах при режимах, обеспечивающих получение покрытия, содержащего 10-40 мас.% алюминия.