Порошковый материал для газотермического напыления

 

Изобретение относится к области покрытий, получаемых 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 износостойкости в условиях сухого трения покрытий из самофлюсующихся порошков на основе никеля. Сущность изобретения заключается в том, что в самофлюсующийся порошок ПР-Н70Х17С4Р4 добавляют в малом количестве ультрадисперсный порошок CuAl₂O₄ при следующем соотношении компонентов в порошковом материале, мас. шпинель CuAl₂O₄ 0,02 0,2; ПР-Н70Х17С4Р4 остальное. 1 табл.

Изобретение относится к области покрытий получаемых физико-металлургическими методами, а именно к составам порошковых самофлюсующихся сплавов на основе никеля для газотермического напыления, которые могут быть использованы для поверхностного упрочнения и восстановления изношенных деталей различных машин и механизмов.

Известны самофлюсующиеся порошки на основе никеля (ГОСТ 21448-75, ТУ 14-1-3785-84, ТУ ИЭС 374-83), покрытия из которых после напыления и оплавления обладают высокой прочностью и твердостью. Однако их износостойкость в условиях сухого трения недостаточно высока.

Известны также механические смеси порошков самофлюсующихся сплавов с карбидом тугоплавких металлов (Pat. 3230009, US, C 1 09 d 5/00. Coating composition (G. Wesley Fischer. PuBl. 18.01.66). Введение их в исходный порошок в больших количествах (от 20 до 90%) приводит к удорожанию материала.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является самофлюсующийся порошок марки ПР-7170Х17С4Р4 (ТУ 14-1-3785-84).

Однако покрытия их этого порошка имеют недостаточно высокую износостойкость в условиях сухого трения скольжения.

Предлагаемый композиционный материал содержит ультрадисперный порошок шпинели CuAl₂O₄ при следующем содержании компонентов, мас. Шпинель CuAl₂O₄ 0,02-0,2 Самофлюсующийся порошок ПР-Н70Х17С4Р4 Остальное Самофлюсующийся порошок ПР-Н70Х17С4Р4 (ТУ-14-1-3785-84) металлический порошок, химический состав которого соответствует, 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 1050-1200^оС, твердость 55-62 НРС. Шпинель CuAl₂O₄- порошок светлого цвета, форма частиц сферическая, размер ≅ 70 нм.

Сущность изобретения заключается в том, что для получения порошкового материала к порошку самофлюсующегося сплава ПР-Н70Х17С4Р4 добавляют ультрадисперсный порошок шпинели CuAl₂O₄ и смешивают в смесителе. Затем газотермическими методами напыляют покрытия из полученной смеси на поверхность детали и оплавляют его.

Оказалось, что введение ультрадисперсного порошка шпинели CuAl₂O₄позволяет получить покрытие с высокой износостойкостью в условиях сухого трения, которая обусловлена модификацией структуры ультрадисперсной добавки. Влияние ультрадисперсного порошка CuAl₂O₄ повышает дисперсность упрочняющих фаз, равномерность их распределения и степень пересыщения твердого раствора матрицы, что приводит к упрочнению материала покрытия, обуславливающего значительное повышение его износостойкости.

П р и м е р. К порошку ПР-Н70Х17С4Р4 добавляют ультрадисперсный порошок шпинели CuAl₂O₄ (содержание приведено в таблице) и перемешивают в смесителе. Полученную смесь напыляют на стальную подложку и оплавляют горелкой "Mogul-9" при следующем режиме: Расход С₂Н₂ 12 л/мин Расход О₂ 18 л/мин Расход порошка 8 кг/ч Дистанция напыления 100 мм Износостойкость покрытий из заявляемого материала определяли по схеме диск-колодка в условиях сухого трения скольжения. В качестве диска использования испытуемые образцы, материал неподвижной колодки сплав ВК-20. Скорость скольжения 1,1 м/с, удельное давление 9,81 МПа. Величина износа определялась линейным способом с использованием индикатора типа И4 (ГОСТ 577-68) с точностью 0,005 мкм.

Как показали результаты испытаний, приведенные в таблице, порошковые материалы заявляемого состава позволяют получать покрытия с существенно более высокой износостойкостью в условиях сухого трения. Износостойкость повышалась в 1,5-1,6 раза. Наибольшую износостойкость имеет состав с содержанием шпинели CuAl₂O₄ 0,2 мас. Увеличение содержания шпинели приводит к снижению износостойкости.

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

Формула изобретения

ПОРОШКОВЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ГАЗОТЕРМИЧЕСКОГО НАПЫЛЕНИЯ покрытий, содержащий порошок самофлюсующегося сплава на основе никеля ПР-Н70Х17С4Р4, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ультрадисперсный порошок шпинели CuAl₂O₄ при следующем содержании компонентов, мас.

CuAl₂O₄ 0,02 0,2 ПР-Н70Х17С4Р4 Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1