Шихта для наплавки Советский патент 1978 года по МПК B23K35/36 

1

Изобретение относится к упрочнению породораэрушающего инструмента износо1СТОЙКИМИ покрытиями, а именно, к армированию зубьев шарошек буровых долот.

Известны наплавочные материалы для упрочнения бурового инструмента, состоящие из стальной трубки и порошкообразной шихты, содержащей твердый сплав. Эти

материалы предназначены для упрочнения поверхностей с целью защиты от различ- ных видов абразивного износа.

Известна шихта трубчатого электрода для наплавки, содержащая, вес. %:

Медный порошок2-2,5

Никель металлический 2-2,5

Марганец металлический 1-1,5

Карбид вольфрама (релит) Остальное (ij

Известная шихта заключена в стальную трубку, сверху стальная трубка имеет

электродное покрытие.

Трубчатый электрод предназначен для электродуговой наплавки, а электродное покрытие необходимо для устойчивого горения дуги и флюсования.

Однако направленный этим электродом металл имеет недостаточно высокую стойкость в условиях абразивного изноеги циклических ударных нагрузок, например, при высокооборотном турбинном бурении. Использовать электрод для наплавки долот малых размеров невозможно, так как изза высокой тепловой мощности дуги сильно искажается исходная геометрия зубьев.

Кроме того, ЬJЗдeйcтвиe дуги на зерна релита в процессе наплчвки приводит к их частичному, а иногда и к полному расплавлению и растрескиванию, что нежелательно так как зерна релита являются основными составляющими армированного слоя, препятствующего абразивному износу.

С целью повышения качества наплавленного слоя, преимущественно в условиях абразивного износа, динамических нагрузок и термоциклического воздействия предлагаемая шихта дополнительно содержит феррованадий, а марганец введен в виде ферромарганца при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Никель металлический1,5-2

Медный порошок1,2-1,6

Ферромарганец1,5-2

Феррованадий5,4-6,2

Карбид вольфрамаОстальное

Предлагаемая шихта может быть заключена в стальную оболочку. При этом исключается необходимость в электродном покрытии, так как трубчатый электрод предназначается для газового способ1а наплавки.

При армировании газосварочным пламенем, имеющим более низкие тепловые характеристики, чем электрическая дуга, предотвращается явление термического удара, приводящее к растрескиванию и оплавлению зерен карбида вольфрама (релита

Уменьшение содержания меди и никеля в шихте обусловлено меньшим выгоранием этих элементов при армировании газойварочным пламенем. Присутствие никеля наплавленном .армированном слое обеспечивает стойкость слоя при ударных нагрузках. Повышение содержания никеля в шихте выше указанного предела снижает абразивную износостойкость слоя.

Медь увеличивает ударостойкость наплавленного слоя, повышает стойкость его к термоциклическим.воздействиям. Увеличение содержания меди выше указанного предела приводит к образованию трещин в армированном (наплавленном) слое.

Меньшее содержание никеля и меди в шихте снижает сопротивляемость наплавленного слоя действию циклических ударных нагрузок.

Наличие марганца в армированном слое предотвращает трещинообразование. Кроме тиго, марганец, также как и никель, способствует увеличению количества остаточного аустенита в армированном слое, повышает его ударостойкость.

Применение ферромарганца в шихте вместо марганца приводит к снижению 5 стоимости ферросплава.

Увеличение сверх предлагаемого количества ферромарганца в шихте и, следовательно, повышение содержания марганца в армированном слое п шводит к сниже-,. 0 нию ударостойкости слоя.

Введение феррованадия в шихту обеспечивает легирование армированного слоя ванадием. Ванадий обладает большей карбидообразующей способностью, чем марга5 йец, железо и вольфрам, присутствукицне в наплавленном слое. Образование карбидов ванадия, имеющих значительно меньший удельный объем, чем карбиды указанных выше элементов, приводит к уменьшению общего объема карбидной фазы в слое до 30-40%. Эти пределы объема карбидной фазы являются оптимальными с точки зрения ударостойкости армированного,слоя.. Абразивная износостойкость слоя, наплавленного с использованием предлагаемой шихты, увеличивается из-за высокой твердости мелкодисперсных карбидов ванадия.

Ванадий, обладая раскисляющей и дегазирующей способностью, предотвращает образование пор в армированном слое, из-за чего отпадает необходимость применения флюсующих компонентов в шихте.

Увеличение содержания феррованадия

. выше указанного предела приводит к дальнейшему повышению износостойкости армированного слоя, однако при этом происходит нежелательное снижение ударостойкости.

Составы 1-3 предлагаемой шихты приведень в таблице.

Ф ормула изобретения Шихта для наплавки, содержащая карбид вольфрама, никель металлический, медный порошок, марганец, отличающаяс я тем, что, с целью повышения качества наплавленного слоя, прекмущественно в

условиях абразивного износа, динамичен скнх нагрузок и термоциклического воздействия, она дополнительно содержит феррованадий, а марганец введен в виде ферромарганца при следующем соотношении

компонентов, вес. %: 5 Никель металлический 1,5-2 Медный порошок 1,2-1,6 Ферромарганец1,3-2 Феррованадий 5,4-6,2 Карбид вольфрамаОстальное 597534 6 Источник информации, принятые во вн мание при экспертизе: 1. Авто(х:кое свидетельство CCCF 5 м, 469566, кл. В 23 К 35/36, 1973,