Износостойкое покрытие Советский патент 1990 года по МПК C23C4/08 C22C19/05 

Изобретение относится к металлургии, а именно к износостойким покрытиям для конструкционных материалов.

Цель изобретения - повышение твердости, износостойкости, плотности и технологичности покрытия.

Износостойкое покрытие на основе никеля содержит бор, хром, кремний, углерод, железо и теллур при следующих соотношениях ингредиентов, мас.%;

Хром13-20

Бор1

Кремний3-5 5

Углерод0,8-2

Железо2,0-7 О

еллур0,001-0,15

Ч ельОстальное

Теллур вводят в покрытие в виде сплавов лигатур при получении порошковых материалов, при напылении или в виде соединений. Разработанное покрытие можно наносить на поверхность стальных, чу- г гнных и других деталей плазменным

напылением, газоплазменным напылением, шликерным и другими методами. Оплавление покрытий возможно в печах на воздухе, в инертной газовой среде или в вакууме. Для оплавления можно также использовать газовое пламя. В качестве основных компонентов покрытия можно применять сплавы на основе никеля с добавками теллура.

Введение теллура приводит к снижению температуры и времени оплавления, за счет чего происходит существенное уменьшение выгорания легирующих элементов. что и приводит к повышению износостойкости, твердости и плотности оплавленных покрытий.

П р и м е р 1. Разработанное покрытие применяют для упрочнения деталей; игл регулятора дросселирующих устройств автоклавных батарей, седел клапанов,клапанов пульпоподающих насосов У8-3. Покрытие из порошка фракции 63-120 мкм состава мас.%; хром 14-20; бор 2,8-4,2; кремний 4,0-4,5; желе-ю 3,0-7,0; углерод 0,6-1 О ниbrf

ON

СЛ Ю Ю CJ

кель остальное, наносят плазменным распылением на поверхность детали до толщины слоя 0,5-0,7 мм. Затем в напыленную шероховатую поверхность (углубления) втирают порошок теллура с графитом. Соотношение на 1 мае.ч. теллура 10-80 мае.ч. графита с учетом углерода, находящегося в сплаве. Затем напыляют на поверхность с теллуром слои того же порошка толщиной 0,5-0,7 мм и более.

Оплавление проводят в печи на воздухе при температуре 1283-1293 К, время изотермической выдержки 15 мин. Пространственное положение упрочняемых деталей наклонное и вертикальное. В результате оплавления получают высокое качество упрочняемых поверхностей. Изменение формы оплавленной поверхности зафиксировано не было. Твердость покрытия 46-52 ед. HRC. При изучении микроструктуры поры и трещины не обнаружены. В месте контакта отчетливо видна диффузионная зона толщиной 32-110 мкм.

Пример 2. Наряду с плазменным применяют газоплазменное напыление предлагаемого состава покрытия. На изношенную поверхность крестовин дифференциала наносят при помощи горелки кислородно-пропанрвЫм пламенем покрытия состава, мае.%: хром 13,5-16,5; бор 2,0- 2,8; кремний 2,5-3.5: железо до 5; углерод 0,4-0,7; теллур 0,0015; никель остальное. Вводят теллур, как при плазменном напылении, оплавляют пркрытие этой же горелкой без подачи порошка при медленном вращении детали. Качество напыленного и оплавленного покрытия хорошее, нарушение формы не обнаружено, сплавление с подложкой полное, равномерное, твердость покрытия 46 ед, HRC. Интенсивного окисления и выгорания легирующих элементов не обнаружено.

Пример 3. Разработанное покрытие испытывают и при нанесении состава шли- керным методом. Смесь металлических порошков: ПГ-СР2, ПГ-СРЗ, ПГ-СР4 (отходы, образующиеся при напылении) 100 об.ч. модулем 2,7-3,2, плотностьюр 1,3 , жидкое стекло 12,5-15 об.ч., 3,5-5 об.ч. мел (СаСОз), 8 об.ч. поваренная соль, 0,014 об.ч. (возможно введение галогенидов теллура) теллура.

Обмазку наносят на упрочняемую поверхность турбинки насоса АР-150, просушиваю в течение 1 ч при 373-423 К. Оплавление покрытия проводят в газовой

печи при температуре 1323-1353 К, изотермическая выдержка 1-5 мин. Положение упрочняемых поверхностей горизонтальное (лопасти вертикальное). Упрочненная поверхность имеет хорошие эксплуатационные характеристики, твердость 46-56 ед. HRC, износостойкость, коррозионную стойкость при качественном сплавлении.

Сравнительные данные по свойствам известного и предлагаемого покрытия представлены в таблице.

Технологичность покрытия заключается в том, что оно при оплавлении на вертикальных и на наклонных поверхностях изделий не теряет своей конфигурации.

Как следует из приве,ценных в таблице данных, при введении в сплав теллура твердость повышается от 43 до 46 ед. HRC.

Износостойкость относительно прототипа повышается в 1,2-2,4 раза. Пористость

неоплавленного известного покрытия, нанесенного газотермическими методами, составляет 12-15%. При термообработке известных покрытий в вакууме пористость снижается до 3-4%, а оплавленных на воздухе с использованием теллура - до 1-2%. Температура оплавления снижается у сплава ПН-ХН80СЗРЗ до 1283 К(от 1258-1373 до 1150-1373 К) с теллуром.

Фор мула из обретения

Износостойкое покрытие на основе никеля для упрочнения и восстановления деталей из конструкционных материалов, содержащее бор, хром, кремний, углерод, железо, отличающееся тем, что, с целью повышения твердости, износостойкости, плотности и технологичности покрытия, оно дополнительно содержит теллур при следующем соотношении ингредиен- тов, мас.%:

Брр1,5-4.0

Хром13-20

Кремний3,0-5.5

Углерод0,6-2,0

Железо2-7

Теллур0,001-0,150

НикельОстальное

Изобретение относится к металлургии, а именно к износостойким покрытиям на конструкционные материалы. Цель изобретения - повышение твердости, износостойкости, плотности и технологичности нанесенного покрытия. Износостойкое покрытие на основе никеля содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: бор 1,5-4,0

хром 13,0-20,0

кремний 3,0-5,5

углерод 0,6-2,0

железо 2,0-7,0

теллур 0,001-0,15

никель остальное. Износостойкость покрытия повышается в 1,2-2,4 раза

твердость - на 3-4 единицы HRC

плотность составляет 98-99% от теоретической. 1 табл.