Состав шихты для наплавки

Состав шихты для наплавки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: индукционная наплавка . Сущность изобретения: состав содержит, мас.%: флюс на основе боросодержащих компонентов 1-2; карбид бора 2-6; твердый сплав - основа; силикобарий 0,3-1,5. Введение в состав силикобария обеспечивает получение высокодисперсной заэвтектической структуры , состоящей из карбоборидной эвтектики и избыточных карбидов и боридов хрома. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК () 9) (1() (5)) s В 23 К 35/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4870968/08 (22) 02.10,90 (46) 30.09,92. Бюл. N. 36 (71) Научно-производственное обьединение по технологии машиностроения для животноводства и кормопроизводства "РостНИИТМ" (72) В.Н.Ткачев, А.B.Çàãðåáèí, Н.В.Казинцев и Л.Н.Очкина (56) Авторское свидетельство СССР

N 583898, кл. В 23 К35/36, 1976.

Авторское свидетельство СССР

N 532498, кл. В 23 К 35/36, 1975.

Изобретение относится к области сварочного производства, 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. :

Ферротитан 2,5 — 3

Силикокальций 1,8 — 2,1

Железный порошок 30-34

Карбид бора 1 — 1,3

Феррохром Остальное

Недостатком известной шихты является высокая температура плавления, вследствие чего в биметаллическом соединении наблюдается значительное проплавление основно металла и разбавление твердого .сплава м аллом основы, а также ввиду высокой скорости кристаллизации наплавленная ванна не всегда успевает полностью (54) СОСТАВ ШИХТЫ ДЛЯ НАПЛАВКИ (57) Использование: индукционная наплавка. Сущность изобретения; состав содержит, мас.%: флюс на основе боросодержащих компонентов 1 — 2; карбид бора 2-6; твердый сплав — основа; сил и коба рий 0,3 — 1,5. В ведение в состав силикобария обеспечивает получение высокодисперсной заэвтектической структуры, состоящей из карбоборидной эвтектики и избыточных карбидов и боридов хрома.

2 табл. дегазироваться, что приводит к дефектам наплавленного слоя.

Наиболее близкой к предполагаемому составу по технической сущности достигаемого эффекта является шихта для наплавки, содержащая следующие компоненты, мас.%:

Твердый сплав 77 — 87,5

Борный ангидрид 5,2 — 11,1

Бура 5 — 5,4

Силикокальций 1,5-1,8

Карбид бора 0,5-5

При наплавке известной шихтой происходит выгорание углерода и легирующих элементов и черезмерное разбавление наплавленного металла металлом основы, что приводит к развитию в наплавленном металле структурных зон, обладающих пониженными механическими свойствами, а также недостаточная износостойкость, т,е. при наплавке на детали, изготовленные их углеродистых легированных сталей, подвер1764912 гаемые последующей термической обработке, в результате чего не достигается эффект самозатачивания биметаллического развития рабочих органов сельхозмашин, что снижает их долговечность в работе. В условиях эксплуатации срок службы такого биметаллического лезвия повышается не более чем в 2,5 раза в сравнении с вариантом без наплавки, что недостаточно при все возрастающих требованиях к надежности и долговечности рабочих органов сельскохозяйственных машин.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. повышение износостойкости и динамической прочности наплавленного биметаллического лезвия.

Эта цель достигается тем, что в шихту для наплавки, содержащую флюс на основе боросодержащих компонентов, карбид бора и твердый сплав, дополнительно вводят силикобарий при следующем соотношении компонентов, мас. :

Флюс на основе боросодержащих компонентов 1 — 2

Карбид бора 2 — 6

Твердый сплав Основа

Силикобарий 0,3-1,5

Известно, что барий в виде силикобария используется в литейном производстве как раскислитель стали.

Однако проведенные исследования в области индукционной наплавки позволили использовать силикобарий в шихте не только как раскислитель по своему прямому назначению, но и как элемент, который при введении в шихту дал возможность уменьшить охрупчивание наплавленного слоя, а также для повышения удароустойчивости.

Барий при введении в шихту в виде силикобария легирует наплавленный слой. При температуре 1200 С образуется химическое содержание BaCz. При совместном введении в шихту для наплавки карбида бора и силикобария в процентном соотношении, указанном в формуле изобретения, происходят химические реакции (барий, полученный из (1), реагирует с карбидом бора):

В4С+ BaSi+ 502 = Si02+ Ва+2ВгОз+ СО (1)

Ва+ В4С = ВаС + В (2)

Ba+ 1/2В4С = ВаВ2+ 1/2С (3)

Ва + 1/3B4C = 2/3Ва В + 1/ЗВа Сг (4)

Реакции (1,3,4) происходят с выделением свободной энергии Гиббса от 1124 до

2450 кДж/кг.

Совместное введение в шихту карбида бора и силикобария позволило уменьшить охрупчивание наплавленного металла, повысить износостойкость, твердость и удароустойчивость, за счет образования ВаС2, ВаВ, FeB, Ее В.

Металлографическими исследованиями

5 отмечено тонкое дендритное строение эвтектоид пластинчатый и трооститообразный, междендритные пространства

- заполнены эвтектикой тонкого строения в виде колоний, имеются небольшие поля

10 структурно-свободного цемента. Вторичный цементит отсутствует. Существование карбида бария как самостоятельной фазы нами не обнаружено. Однако введение бария позволило получить пластичный наплав15 ленный слой с измельченной структурой зерна, не давая возможности выкрашиваться частицами карбида бора.

Из всех исследованных легирующих и модифицирующих элементов барий наибо20 лее эффективно повышает удароустойчивость. Коэффициент относительной износостойкости также значительно повышается и достигает 3,80.

Сравнение заявляемого решения с из25 вестными позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "Существенные отличия

Следовательно, при введении бария в известную шихту дало возможность пол30 учить шихту для наплавки рабочих органов сельскохозяйственных машин, работающих в условиях абразивного износа и испытывающие ударные нагрузки, Пример конкретного осуществления, 35 В лабораторных условиях НИИТМа была приготовлена шихта из порошковых материалов грануляций 0,2 мм, содержащая, мас. :

Флюс на основе

40 боросодержащих компонентов 1,5

Карбид бора 4,0

Твердый сплав 93,7

Силикобарий 0,8

45 В качестве силикобария взят силикобарий выпускаемый по ТУ-14-146-6-73, содержащий, мас. :

Барий . 35

Железо 5

50 Алюминий 2

Углерод 0,5

Фосфор 0,04

Кремний Остальное

55 В качестве твердого сплава взят высоколегированный сплав ПГ-С27 ГОСТ 2144875, карбит бора в соответствии с

ТУ-48-4260-10-84, В качестве флюса в шихту введена метаборная кислота НВОСУ.

1764912

Таблица 1

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

Аналогично были получены еще 4 состава заявляемой шихты с различным содержанием компонентов и состав по прототипу. B табл.1 представлены составы испытываемых наплавочных шихт.

Каждый из приготовленных составов шихты был наплавлен на плоские образцы из стали марки ст.3 размерами 60 х25 х 4 мм в одновитковом петлевом индукторе высокочастотной установки В4И-63/0,44. Высота наплавленного слоя составляла 1,1-1,2 мм. Каждым иэ приготовленных составов наплавлено по 10 образцов.

Наплавленные образцы подвергались сравнительным испытанием по следующим показателям: твердость по НВСэ, определялась в соответствии с ГОСТ 9613-59; относительная износостойкость (Е) наплавленных сплавов, определялась на машине Х4-Б в соответствии с ГОСТ 17367-71; склонность наплавленного сплава к хрупкому разрушению определялась по потере массы образца в соответствии с методикой, разработанной Ростовским-на-Дону

НИИТМом.

Сущность методики заключается в том, что на вертикально установленный, наплавленн ый и заточенный под определенным углом образец наносится серия ударов свободно падающего бойка, сила ударов которого остается постоянной в течении всего цикла испытаний. Склонность твердого сплава к хрупкому разрушению определяется по потере массы образца после определенного количества ударов бойка по лезвию образца.

В табл.2 представлены результаты сравнения свойств предлагаемой и известной шихты.

Иэ табл.2 видно, что введение в состав шихты силикобария 0,3 — 1,5 мас. позволяет значительно повыситьтвердость ;относительную износостойкость и удароустойчивость.

5 Содержание силикобария менее 0,3 мас. не обеспечивает существенного улучшения прочности свойства, а увеличение содержания силикобария более 1,5 мас, приводит к повышению хрупкости

10 наплавленного сплава, что делает затруднительным последующую механическую обработку его и отрицательно влияет на эксплуатационные характеристики наплавленных рабочих органов сельхозмашин, 15 Таким образом, использование предлагаемой шихты позволяет значительно повысить твердость, износостойкость и удароустойчивость наплавленного сплава, в результате чего обеспечивается самозата20 чивание упрочненного лезвия и увеличения срока службы деталей, изготовленных из термообрабатываемой качественной стали, в 3 — 4 раза.

Предлагаемая шихта прошла лабора25 торные и стендовые испытания и намечается к внедрению на ПО "Красный Аксай" для индукционной наплавки стрельчатых и односторонних лап культиваторов.

30 Формула изобретения

Состав шихты для наплавки, содержащий флюс на основе боросодержащих компонентов, карбид бора и твердый сплав, о тл ича ю щи йс я тем, что, с целью повыше35 ния износостойкости, твердости и удароустойчивости наплавленного слоя, он содержит дополнительно силикобарий при следующем соотношении компонентов; мас. ;

Флюс на основе

40 боросодержащих компонентов 1 — 2

Карбид бора 2 — 6

Силикобарий 0,3 — 1,5

Твердый сплав Остальное

1764912

Таблица 2

Составитель А. Загребин

Редактор Т. Пилипенко Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Л. Ливринц

Заказ 3340 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