Сплав на основе железа для порошковых газотермических покрытий

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам сплавов для нанесения порошковых газотермических покрытий, обладающих высокой износостойкостью. Целью изобретения является повышение износостойкости сплава на основе железа и технологичности получения покрытий из него газотермическими методами. В сплав, содержащий углерод, бор, хром, ванадий, дополнительно введен кремний и марганец при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 2,7-3,5

бор 1,0-1,2

хром 12-14

ванадий 3,8-9,2

кремний 2,5-3,5

марганец 0,3-0,6

железо остальное. При содержании, мас.%: ванадий (V), углерод (C), бор (B) в соотношении 0,32V:3,85 (C+B)=16-20. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОтнРытиям пРи. Гннт сссР (21) 4459749/31-02

i (22) 14.07.88 (46) 07.03.90. Вюл. Р 9 (71) Институт металлофизики АН УССР и Житомирский филиал Киевского политехнического института им. 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (72) А.К.Шурин, Н.П.Данильчук, Ю.Г.Орлов и Д.А.Шурин (53) 621.762.669.018.25 (088.8) ., (56) Патент Японии Ф 54-19371,, кл. С 22. С 37/06, 1979.

Авторское свидетельство СССР

В 584572, кл. С 22 С 38/54, 1979. (54) СПЛАВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА ДЛЯ ПОРОШКОВЫХ ГАЗОТЕРМИЧЕСКИХ IIOKPb1THA (57) Изобретение относится к метал.лургии, в частности к составам спла"

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам сплавов для порошковых газотермических покрытий, обладающих высокой износостойкостью.

Целью изобретения является повышение износостойкости сплава на основе железа и технологичности получения из него покрытий газотермическими методами.

Сплав создают на основе железа для порошковых газотермических покрытий.при следующем соотношении компонентов, мас.Х: углерод 2,73,5; бор 1,0-1,2; хром 12-14, ванадий 3,8-9,2; кремний 2,5-3,5; марганец 0,3-0,6; железо остальное, при содержании, мас.7: ванадий (V), yr(51)5 С 22 С 38/36, 33/02, 4/08

2 вов для нанесения порошковых гаэотермических покрытий, обладающих

BbIcoKoH износостойкостьюа IJpJIb|o изобретения является повьш ение износостойкости сплава на основе железа и технологичности получения покрытий из него газотермическими методами.

В сплав содержащий углерод, бор, хром, ванадий, дополнительно введен кремний и марганец при следующем соотношении компонентов, мас.7.: углерод 2,7-3,5; бор 1,0-1,2; хром

12-14; ванадий 3,8-9,2) кремний 2,5-.

3,5; марганец 0,3-0,6; железо остальное. При содержании, мас.X: ванадий (V), углерод (С), бор (В) в

° соотношении 0,32 V: 3,85 (С+В) — 16 20. 1 табл. лерод (С) и бор (В), в соотношении

0,32 V + 3,82 (С+В) = 16-.20.

Для получения сплава готовят смеси, состав которых приведен в таблице.

Каждую смесь сплавляют отдельно в лабораторной электродуговой печи в атмосфере аргона на медном водоохлаждаемом полу. ПолУченные сплавы имеют указанные в таблице характеристики износостойкости.

Как видно из таблицы предлагаемый сплав обладает большей износостой-костью (наименьшей величиной линейного .износа) по сравнению с известным сплавом.

Для проверки технологичности сплава проводят распыление его на установке распыления с целью получения

1548254 порошка, пригодного для гаэотермического напыления, Получают три партии порошка сплава следующих сосraВоВ, мас.Ж: С 2,8, В 1,1, Cr 14, Si 3,1, Ип 0,5, V 4,5, Fe осталь5 ное. (1 партия), С 3 3, В 1, 2, Сг

125, Si 3, Ип 03, V 38, Fe остальное (2 партия), С 3, 1, В. 1, 2, Cr

13, Si 3, Мп 0,4, V5,,Fe остальное (3 партия). Плавка и распыление всех трех партий порошка сплава проходят нормально без видимого взаимодействия расплава с материалом тигля

Сплавы 1-3 обладают хорошей технологичностью при плавке и распылении, процесс распыления сплава стабилен, загрязнение распыленного порошка шлаком не происходит. Плавка и распыление известного сплава могут быть проведены лишь в особых условиях, требующих применения более сложной установки. Испытания сплавов 1 — 3 в сравнении с известным сплавом показывают, что предлагаемый сплав 25 обладает гораздо лучшей технологичностью при плавке и распылении, чем известный сплав.

Гранулы порошка имеют чистую поверхность и округлую форму, обеспечивающую хорошую его сыпучесть.

Гранулометрический состав полученного порошка следующий, Ж:- фракция

315/200 мкм 21,51 200/160 мкм 16,5;

160/100 мкм 27,5; 100/63 мкм 17,5;

63/50 мкм 10; (50 мкм 7.

Как следует из приведенного состава, полученный порошок имеет достаточное количество фракций, пригоднанесения покрытий раэлич- 40 ными газотермическими методами.

Для сравнения сплавов по технологичности нанесения покрытий используют порошок опытной партии известного сплава.

Технологичность нанесения покрытий детонационно-газовым методом проверяют на детонационной установке. Порошок предлагаемого сплава технологичнее при нанесении покрытий этим методом, чем известный, поскольку покрытие иэ предлагаемого сплава имеет более высокую прочность сцепления с подложкой (7-8 кг/мм, т.е. 6,85-7,85 MIa), чем известный сплав (4-5 кг/мм, т.е. 3,9-4,9 ИПа), не требует специального подбора параметров процесса напыления и облегчает работу оператора.

Испытание предлагаемого сплава при нанесении покрытий плазменным и газопламенным методами проводят на устанонках УПУ-ЗД и Термо-2. Порошок предлагаемого сплава хорошо наносится и этими газотермическими методами, имея технологические преимущества перед порошком известного сплава в то время как известный сплав не пригоден для нанесения покрытий газо-. пламенным методом.

Покрытия предлагаемым сплавом имеют более высокую износостойкость, чем покрытия известным сплавом, причем преимущество... предлагаемого сплава по иэносостойкости перед известным приблизительно одинаково как в литом состоянии, так и в покрытии.

Таким образом, порошок предлагаемого сплава обладает в 1,2-1,7 раза большей износостойкостью, чем известный. Этот порошок применим для нанесения износостойких покрытий такими газотермическими методами, как детонационно-газовый, газопламенный и плазменный, с целью упрочнения поверхностей деталей машин, а также для восстановления изношенных деталей.

Формула изобретения

Сплав на основе железа для порошковых газотермических покрытий, содержащий углерод, бор, хром, ванадий, отличающийся тем, что, с цепью повышения износостойкости сплава и технологичности получения покрытий, он дополнительно содержит кремний и марганец при следующем соотношении компонентов,мас.X:

Углерод 2,7-3,5

Бор 1,0-1, 2

Хром 12-14

Ванадий 3,8-9,2

Кремний 2, 5-3,5

Иарга нец 0,3-0,6

1Железо Остальное при содержании, мас.7: ванадий (V), углерод (С), бор (В) в соотношении

0 32 V : 3 85 (С+В) = 16:20

1548254

2юаческяй состав, нас Л

Сфстае

0,32 9+ 3, SS (С+9) Ill еасЗваеестб

Гб ВИ ВЮЮВ

ЭФ36

С ° Or 9 Si ЭЬ te

20,0

16,0

IS,7

1S°, 1

Составитель В.Гусев

Редактор И,Дербак Техред Л.Сердюкова Корректор И.Эрдейи

» МЬЫМЮ В а ю а Е а Е аааююЮ

Заказ 115 Тиран 496 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óçãîðîä, ул. Гагарина,!01

2

4

S (изаестиай) 3,5 .1,2

2,7 1,2

3,1 - 1,1

29 1,0

2,05 1,07

12 6,64 3,5

12 38 Э

14 7,64 2,5

12 92 25

19 7,5

0,4 Осталисе

06

О 5

0,3 ,В Ы 9

21 2,2

5,S

0,0

6,0

9,5