Композиционный сплав

Композиционный сплав

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О 0 И С А Н И Е оо986684

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Sl ) Дополнительное к авт. свид-ву . (22) Заявлено 25. 01. 78 (2l ) 2572007/25-27 (51)М. Кл.

В 23 К 35/30 с присоединением заявки №

Гасударственный квинтет (53) УДК 621.791 ° . .92. 042. 2 (088.8) (23) Приоритет

Опубликовано 07.01.83. Бюллетень №1

Дата опубликования описания 07.01.83 ав аелзн нзебретеннй и открытий

В.П. Стойко, И.Г. Иоргачев, В.Н. Попов и С.П.-БаСсарабов (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (5»} КОИПОЗИЦИОННЫЙ СПЛАВ

Йзобретение относится к области сварки, в частности к стыкошлаковой наплавке износостойкими материалами горнорежущего инструмента, преимущественно зубьев ковшей экскаваторов.

Горнорежущий инструмент работает в условиях ударно-абразивного и абразивного изнашивания. Поэтому режущая часть инструмента, например зубья ковшей экскаваторов, должны иметь высокие износостойкость, ударную вязкость и прочность.

Обычно такие свойства зубу придают поверхностной дуговой или плазменной наплавкой или объемным форсирова- 1 нием режущей части зуба стыкошлаковой наплавкой из специальных высокохромистых чугунов.

Известен (1 J композиционный сплав, содержащий 92-97 карбида вольфрама 2о и сплава-матрицы, содержащего следующие компоненты, вес. г:

Углерод 0,3-1

Кремний 155

Бор 1,5-4,5

Хром 12-17

Железо до 10

Никель Остальное

Однако этот сплав дорог и не может быть использован в условиях ударных нагрузок из-за присущей ему хрупкости.

Известен композиционный сплав (2 ), .содержащий карбид вольфрама 30-60 ь и сплав-связку 40-70 . Причем сплавсвязка (сплав-матрица) содержит следующие компоненты, вес. 4:

Углерод 0,15-0,2

Кремний 0,2-0,5

Иарганец 0,5-1

Хром 0,7-1,5

Никель 0у5 1 ь5

Иолибден 0,8-1,5

Бор 0,002-0,005

Железо Остальное

Известен сплав (3 ), содержащий следующие компоненты, вес.

Углерод 3,0-3 5

Кпемний 0,6-1,5

986684

3ю0 3 5 25

0,6-1, 5

0,8-1,5

23 27

3,0-3,5

Химический состав матрицы, 3

Содержание карбида вольфрама в предлагаемом

Коэффициент относительной износостойкости

Хром

УглеКремний

Титан Никель

Марганец

Железо род материале

2,8

Осталь0,8

0,9

3,1 ное

4,1

3,11 24,8 1,2

0,8

0,9

Осталь3,1 ное

3, 11 248 1,2

Осталь- 5,8

0,8

0 9

3 1 ное

Марганец 0,8-1,5

Хром 23-27

Никель 3>0-3,5

Титан 0,6-1,0

- Железо Остальное

Этот материал дешев и, благодаря наличию в нем титана в сочетании с никелем, обладает хорошей ударной вязкостью и прочностью, но в то же время не обладает удовлетворительной износов в стойкостью, особенно в условиях разработки горных пород повышенной абразивности, например песчаников.

Цель изобретения - увеличение износостойкости без снижения ударной вяз- 1S кости и прочности горнорежущего или другого концевого инструмента.

Цель достигается тем, что в известный материал, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан и железо введено 35-554 зерен карбида вольфрама от всего веса материала, при следующем соотношении остальных компонентов, вес. 3:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

35 3,11 24,8 1 2

Как видно из таблицы, с увеличением в предлагаемом материале содержания карбида вольфрама повышается и износостойкость материалов (за единицу износостойкости принята эталОнная из- носостойкость стали 45). Однако при содержании вольфрама свыше 553 в материале появляются трещины, зарождаюТитан 0,6-1, 0

Железо Остальное

Износостоикость этому материалу придают твердые зерна карбида вольфрама, которые непосредственно контактируют с отделяемым (разделяемым) материалом. Совокупность остальных компонентов, в данном случае матрица, придает материалу необходимую ударную вязкость и прочность.

Предлагаемый материал для наплавки получают добавлением в расплав, образующийся во время наплавки стыкошлаковым способом инструмента электродом химического состава матрицы предлагаемого материала, карбида вольфрама в виде зерен, которые, обладая большой твердостью, оседают в расплаве и концентрируются по поверхности формуемой кристаллизатором режущей кромки инструмента и в объеме последней. Зерна карбида вольфрама при этом слегка оплавляются и прочно сплавляются с матрицей.

Были изготовлены и испытаны на машине ДЛ на относительную износостойкость образцы из предлагаемого материала. Результаты испытаний приведены в таблице. щиеся у грани зерен карбида вольфрама.

Поэтому наилучшее сочетание по показателям иэносостойкости, ударной вязкости и прочности имеет материал, содержащий 457 карбида вольфрама.

Инструмент, наплавленный предлагаемым материалом, дороже на 2-33 инструмента, наплавленного только ЭлекСоставитель Н. Соколова

Техред g.Харитончик Корректор Е.Рошко

Редактор Е. Хейфиц

Тираж 1104 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10399/19

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,.ул. Проектная, 4

5 986684 6 родами химсостава матрицы предлагае" мента электрошлаковым способом; содермого состава однако по износостой" жащий карбид вольфрама в количестве ., кости он превосходит соответствующий 35-553 и сплав-матрицу - остальное, инструмент в 2,0-2,5 раза. отличающийся тем, что, с

Кроме того, предложенная матрица, ю целью повышения износостойкости сплаобладая высокой температурой плавле" ва, в качестве сплава"матрицы взят ния, обеспечивает в. процессе получе- . состав в следующем соотношении компония композиционного материала поверх" нентов, вес. ь: ностное.оплавление зерен карбида воль- Углерод 3,0-3 5 фрама и надежную связь их с матрицей..!О Кремний 0,6-1,5

Предложенный композиционный мате- Иарганец 0,8-1 5 риал значительно дешевле аналогичных Хром 23-27 по содержанию карбида вольфрама, так Никель 3,0 3 5 как содержит последнего на 20-403 Титан 0,6-1,0 меньше, чем в известных материалах д железо Остальное для наплавки, которые из-за большего Источники информации, содержания карбида вольфрама не мо- принятые во внимание при экспертизе гут работать в условиях значительных 1. Авторское свидетельство СССР ударных нагрузок. и 408734, кл. В 23 K 35/30, 1973.

2в 2. Авторское свидетельство СССР 521100, кл. В 23 K 35/30, 1975.

Формула изобретения

3. Авторское свидетельство СССРло

Композиционный сплав для наплавки заявке 1г 2392112/25-27» кл. В 23 K 35/30, преимущественно горнорежущего инстру- 1975 (прототип).