Порошковый материал для газотермического напыления

 

Изобретение относится к покрытиям, получаемым физико-металлургическими методами, а именно к составам для газотермического напыления, которые могут быть использованы для поверхностного упрочнения и восстановления изношенных деталей, узлов трения. Технической задачей изобретения является повышение абразивной износостойкости покрытий из самофлюсующихся порошков. Сущность изобретения заключается в том, что в самофлюсующийся порошок ПР H70XI7C4P4 добавляют в малом количестве ультрадисперсный порошок Co Al₂O₄ при следующем соотношении компонентов в порошковом материале, мас. шпинель Co Al₂O₄ 0,1 0,5; ПР H70XI7C4P4 остальное. 1 табл.

Изобретение относится к покрытиям, получаемым физико-металлургическими методами, а именно к составам для газотермического напыления на основе порошков из самофлюсующихся сплавов NiCrSiB, которые могут быть использованы для поверхностного упрочнения и восстановления изношенных деталей различных машин и механизмов.

Известны самофлюсующиеся порошки системы NiCrSiB (Борисов Ю.С. Харламов Ю. А. и др. Газотермические покрытия из порошковых материалов. Справочник. Киев: Наукова думка, 1987, 544), покрытия из которых после напыления и оплавления обладают высокой прочностью и твердостью. Однако их износостойкость при абразивном изнашивании недостаточна высока.

Известны также механические смеси порошков самофлюсующихся сплавов с карбидами тугоплавких металлов (Патент США N 32300097, кл. С 1 С 09d 5/00, 1966). Введение их в исходный порошок в больших количествах (от 15 до 90%) приводит к удорожанию материала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является самофлюсующийся порошок марки ПР-Н70Х 17С4Р4 (ТУ 14-1-3785-84). Однако покрытия из этого порошка имеют недостаточно высокую износостойкость при абразивном изнашивании.

Предлагаемый композиционный материал содержит ультрадисперсный порошок шпинели СоAl₂O₄ при следующем содержании компонентов, мас. Шпинель СоAl₂O₄ 0,1-1 Самофлюсующийся порошок Остальное ПР-Н70Х17С4Р4 Самофлюсующийся порошок ПР-Н70Х17С4Р4 (ТУ-14-1-3785-84) металлический порошок химического состава, мас. Ni основа, Cr 16-18; С 0,8-1,2; Si 3,8-4,5; В 3,1-4,0; Fe≅5. Форма частиц сферическая или округлая, размер частиц 40-100 мкм, температура плавления 1050-1120^оС, твердость 55-62 HRC. Шпинель СоAl₂О₄ порошок синего цвета, форма частиц сферическая, размер ≅ 70 нм.

Сущность изобретения заключается в том, что для получения композиционного материала в порошок самофлюсующегося сплава ПР-Н70Х17С4Р4 вводят ультрадисперсный порошок шпинели CoAl₂O₄ и смешивают в смесителе. Затем газотермическими методами напыляют покрытия из полученной смеси на деталь и оплавляют его.

Введение ультрадисперсного порошка шпинели СоAl₂O₄ позволяет получить покрытие с высокой абразивной износостойкостью, которая обусловлена модификацией структуры под влиянием ультрадисперсионной добавки. Введение ультрадисперсного порошка СоAl₂O₄ повышает дисперсность упрочняющих фаз, равномерность их распределения, а также степень пересыщения γ твердого раствора, что приводит к упрочнению материала покрытия, обуславливающего значительное повышение его износостойкости.

П р и м е р. К 99,98 г порошка ПР-Н70Х17С4Р4 добавляют 0,1 г ультрадисперсного порошка шпинели СоAl₂O₄ и перемешивают в смесителе. Полученную смесь напыляют на стальную подложку и оплавляют горелкой "Mogи1-9" при следующем режиме: расход С₂Н₂ 12 л/мин, расход О₂ 18 л/мин, расход порошка 8 кг/ч, дистанция напыления 1000 мм.

Остальные параметры получения смесей заявляемого состава и свойства покрытий из них приведены в таблице.

Износостойкость покрытий из заявляемого материала определялась при испытании на машине трения СМЦ-2 по схеме диск-колодка со смазкой при наличии абразива. Удельное давление 5 МПа, скорость скольжения 0,63 м/с. Смазка индустриальное масло И-20, абразив шлиф-порошок из оксида хрома. Концентрация абразива 3,2 г/л.

Как показали результаты испытаний, приведенные в таблице, износостойкие материалы заявляемого состава имеют существенно более высокую абразивную износостойкость. Износостойкость повышалась в 1,4-1,7 раза. Наибольшую износостойкость имеет состав с содержанием шпинели СОAl₂O₄ 0,5 мас. Увеличение содержания шпинели приводит к снижению износостойкости.

Применение износостойкого материала заявляемого состава позволит увеличить срок службы деталей за счет повышения износостойкости и снизить затраты на ремонт техники.

Формула изобретения

ПОРОШКОВЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ГАЗОТЕРМИЧЕСКОГО НАПЫЛЕНИЯ покрытий, содержащий самофлюсующийся порошок на основе никеля ПР-Н70Х17С4Р4, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ультрадисперсный порошок шпинели CoAl₂O₄ при следующем соотношении компонентов, мас.

CoAl₂O₄ 0,1 0,5 ПР Н70Х17С4Р4 Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1