Состав шихты для наплавки

Состав шихты для наплавки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: индукционная износостойкая наплавка. Сущность изобретения: шихта содержит компоненты, мас.%: железная окалина 4-10; карбид бора 4-9; твердый сплав остальное. Введение в состав железной окалины обеспечивает получение высокодисперсной заэвтектической структуры

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 23 К 35/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4899167/08 (22) 03.01.91

{46) 30.08.92, Бюл. М 32 (71) Научно-производственное объединение . по технологии машиностроения для животноводства и кормопроизводства "РостНИ.ИТМ" (72) B,Í; Ткачев, А.В. Загребин, Н.В, Казинцев, В,Д. Власенко, В.А, Шумский и Л.Г, Левченко (56) Авторское свидетельство СССР

N 500950, кл. В 23 К 35/30, 15,07.74.

Авторское свидетельство СССР

М 532498. кл. В 23 К 35/36, 01.09.75.

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к составу шихты для индукционной наплавки, и может быть использовано для наплавки быстро изнашиваемых поверхностей рабочих органов сельскохозяйственных машин, Известна шихта для наплавки, содержащая следующие компоненты, мас. :

Железная окалина 13-16

Феррохром 72-78

Ферробор Остальное

Недостатком известной шихты является высокая температура плавления, вследствие чего в биметаллическом соединении наблюдаются значительное проплавлейие основного металла и разбавление биметалла металлом основы. Ввиду высокой скорости кристаллизации наплавленная ванна не всегда успевает полностью дегаэироваться, ÷òî приводит к дефектам наплавленноГо слоя.

„„. Ж„, 1757830 А1 (54) СОСТАВ ШИХТ61 ДЛЯ НАПЛАВКИ (57) Использование: индукционная износостойкая наплавка. Сущность изобретения: шихта содержит компоненты, мас.%: железная окалина 4 — 10; карбид бора 4-9; твердый сплав остальное. Введение в состав железной окалины обеспечивает получение высокодисперсной эаэвтектической структуры (70-75%), состоящей из карбоборидной эвтектики и избыточных карбидов и боридов, Наплавленный металл имеет высокие износостойкость и твердость. 2 табл.

Наиболее близкой к предлагаемому составу по технической сущности и достигаемому эффекту является шихта для наплавки, содержащая компоненты, мас. )ь:

Твердый сплав 77-87.5

Борный ангидрид 5,2-11,1

Бура 5 — 5,4

Силикокальций 1,5-1,8

Карбид бора 05-6

Однако при наплавке известной шихты происходит выгорание углерода и легирующих элементов и черезмерное разбавление наплавленного металла металлом основы, что приводит к развитию в наплавленном металле структурных эон, обладающих пониженными механическими свойствами, B результате этого снижаются износостойкость и срок службы наплавленных деталей.

Целью изобретения является повышение износостойкости наплавленного биметаллического лезвия и твердости.

1757830 е Это достигается тем, что в шихту для наплавки, содержащую твердый сплав, карбид бора, дополнительно вводят железную окалину при следующем соотношении компонентов, мас, (,: 5

Железная окалина 4 — 10

Карбид бора 4 — 9

Твердый сплав Остальное

Известно, что железная окалина совместно с карбидом бора и фтористым натрием 10 (B 4C+FeO+NaF) применяется для диффузионного насыщения (до 200 мкм) поверхностей деталей машин.

Однако проведенные исследования в области индукционной наплавки позволили использовать железную окалину в комплек- 15 се с карбидом бора и твердым сплавом для получения термореактивной смеси, позвол я ю щей получать и эносостой к ив слои 0,32,0 мм, В качестве ocHoBHbix компонентов ис пользованы твердый сплав Пà — ПС вЂ” 14 — 60, 20 карбид бора, оксиды железа Fe203. FeO u техническая железная окалина.

При нагреве до определенной температуры в композиции карбид бора + железная окалина наблюдается сильное экзотермиче- 25 ское взаимодействие, состоящее из двух стадий, В первой стадии происходит восстановление железа из оксида и окисление бора и углерода; во второй — взаимодействие восстановленного железа и основного ме- 30 талла с образованием боридов и карбидов, и оксидов бора и углерода в вйсшей валентной форме В20з и СО2, Поэтому дополнительное введение в шихту флюсов не требуется, 35

Формирование структуры слоя происходит из жидкого состояния; в верхней части слоя структура эаэвтектическая (70 — 75ф,); в нижней эвтектическая (107,) с доэвтектическими составляющими (10- 40

15ь) вблизи основного металла.

Заэвтектическая зона состоит иэ избыточных включений боридов FeB, РегВ, бороцементита Fe2 (С, В) с микротвердостями.

Соответственно Но.93 16700-21580 МПа, 45

Hp,рв 12900-16700 МПа, Но,ge 8600 -12900

МПа.

Пример. В лабораторных условиях

НИИТМа была приготовлена шихта иэ порошковых материалов грануляцией 0,16 мм, 50 содержащая, мас.7:

Железная окалина 6,0

Карбид бора 6,0

Твердый сплав 88

В качестве твердого сплава взят высо- 55 колегированный сплав ПГ-ПС-14-60 по ТУ

48-19-122-74, карбид бора по ТУ-48-426010-84,железная окалина FezOg.

Смесь порошков перемешивали в лабораторном смесителе в течение 15 мин для однородной шихты для наплавки.

Аналогично были приготовлены еще 4 состава предлагаемой шихты с различным содержанием компонентов и состав по прототипу. В табл. 1 представлены составы испытываемых наплавочных шихт и шихта по прототипу.

Каждый из приготовленных составов шихты был наплавлен на плоские образцы иэ стали марки ст.3 размерами 60х25х4 мм в одинаковом петлевом индукторе высокочастотной установки ВЧИ-63/0,44, Высота наплавленного слоя составила 1,1 — 1,2 мм.

Каждым из приготовленных составов наплавлено по 10 образцов.

Наплавленные образцы подвергались сравнительным испытаниям по следующим показателям; твердость по HRC определялась в соответствии с ГОСТ 9613 — 56; относительная износостойкость направленных сплавов определялась на машине Х4 — Б в соответствии с ГОСТ 17367 — 71; склонность наплавленного сплава к хрупкому разрушению оп ределялась по числу ударов до полного разрушения в соответствии с методикой. разработанной

Ростовским-на-Дону НИИТМом.

Сущность методики заключается в том, что на вертикально установленный, наплавленный и заточенный под углом 20 образец наносится серия ударов свободно падающего бойка, сила ударов которого остается постоянной в течение всего цикла испытаний.

Разрушение лезвий с притуплением 0,2 проводилось при контакте с контртелом твердостью HRC 18. Склонность твердого сплава к хрупкому разрушению определялось по числу ударов до полного разрушения, В табл. 2 представлены результаты сравнения свойств предлагаемой и извест.ной шихты, Из табл. 2 видно, что введение железной окалины совместно с карбидом бора и высоколегированным сплавом позволяет повысить износостойкость и твердость наплавленного сплава, .

Содержание железной окалины менее 4 мас, (, не обеспечивает существен ного улучшения прочностных свойств, а увеличение содержания железной окалины более 10 мас. приводит к увеличению хрупкости наплавленного сплава, хотя износостойкость и твердость достаточно высоки.

Таким образом, использование предлагаемой шихты позволяет повысить твердость, износостойкость наплавленного сплава, в результате чего увеличивается

1757830

Таблица 1

Таблица 2

Составитель Л.Левченко

Техред М.Моргентал Корректор Н.Гунько

Редактор Л.Павлова

Заказ 2960 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1 срок службы деталей, изготовленных из качественной стали в 2 — 3 раза.

Формула изобретения

Состав шихты для наплавки, содержащий твердый сплав, карбид бора, о т л и ч эю шийся тем. что, с целью повышения износостойкости и твердости, он дополнительно содержит железную окалину при следующем соотношении компонентов, мас. :

Железная окалина 4-10

5 Карбид бора 4-9

Твердый сплав Остальное