Способ наплавки на поверхность изделий

 

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, в частности к наплавке на поверхность изделий, выполненных из высоколегированных дисперсионно-твердеющих сплавов на никелевой основе. Повышение ресурса работы изделий за счет предотвращения появления дефектов при эксплуатации в экстремальных условиях достигается тем, что после наплавки никелевый слой подвергают механической обработке до получения заданной толщины, после чего на него наплавляют слой меди с последующей механической обработкой. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, в частности к наплавке на поверхность изделий, выполненных из высоколегированных дисперсионно-твердеющих сплавов на никелевой основе, защитных покрытий, препятствующих появлению на изделиях различного рода дефектов при его работе в экстремальных условиях, например в высокотемпературном потоке окислителя.

Изделия, выполненные из высоколегированных дисперсионно-твердеющих сплавов на основе никеля, обладая высокими эксплуатационными способностями, имеют пониженную работоспособность под воздействием физического контакта в агрессивной среде. Для повышения работоспособности необходима защита, например, наплавкой металла, стойкого в агрессивной среде.

Известен способ наплавки на поверхность изделий, выполненных из высоколегированного дисперсионно-твердеющего сплава на никелевой основе, который предназначен для предотвращения возникновения дефектов - трещин на поверхности под действием деформации при нагреве (в процессе сварки). Способ включает в себя наплавку проволоки из сплава на основе никеля, не содержащего элементов - уплочнителей, поэтапно с помощью сварочной горелки в среде защитного газа - аргона: сначала наплавляют слой толщиной 0,3 - 0,4 общей толщины слоя, а затем после проведения термической обработки при (1080 ± 20)^oC - остальную часть - 0,6 - 0,7 требуемого слоя тем же способом. Наплавленный слой нагревают при той же температуре, что и первый (см. патент России N 2063313, B 23 K 9/04). Использование известного способа позволило получить сварное соединение без дефектов.

Однако описанную выше технологию невозможно применить для защиты изделия от воздействия высокотемпературного физического контакта сплавов на основе никеля.

Техническая задача изобретения - создание такой технологии наплавки на поверхность изделий из сплава на основе никеля, при котором были получены изделия, работоспособные в среде сильного окислителя при высоких температурах.

Техническая задача решена за счет того, что на поверхности изделий, выполненных из дисперсионно-твердеющего сплава на никелевой основе, сначала наносят наплавкой слой никелевого сплава, не претерпевающего фазовых изменений в процессе нагрева, а затем после его механической обработки - на этот слой наплавляют слой меди, который также подвергают механической обработке, причем оба направленных слоя подвергают механической обработке до получения заданных толщин.

Кроме того: - никелевый слой после наплавки подвергают механической обработке до получения слоя толщиной 2,5 - 3,5 мм; - в качестве присадочного материала для наплавки меди используют сплав, содержащий 93-98% меди; - слой меди после наплавки подвергают механической обработке до толщины 0,1 - 2 мм.

Технический результат - повышение ресурса работы изделий за счет предотвращения появления дефектов при эксплуатации в экстремальных условиях.

Согласно изобретению способ осуществляют следующим образом.

На поверхность изделия, выполненного из высоколегированного дисперсионно-твердеющего сплава на основе никель - хром, наплавляют проволоку из никелевого сплава, не содержащего элементы - упрочнители. Наплавку осуществляют с помощью сварочной горелки неплавящимся W-электродом в среде защитного газа с боковой подачей проволоки. Толщина слоя не более 10 мм. Далее осуществляют его механическую обработку на токарном станке до получения ровной поверхности слоя толщиной не менее 1,5 мм. При меньшей толщине при высоких температурах возможно попадание меди в основной металл и появление в нем трещин.

На полученный слой наплавляют проволоку из "чистой" меди, т.е. сплава, содержащего 93 - 98% меди. Наплавку осуществляют сварочной горелкой с использованием неплавящегося W-электрода в защитной атмосфере. Толщина слоя не более 5 мм. Полученный наплавленный слой меди механически обрабатывают до получения его толщины не менее 0,1 мм. При меньшей его толщине появляется возгорание трущихся поверхностей в процессе эксплуатации изделия.

Изделия с наплавленными слоями никеля и меди подвергались цветному контролю, рентгеноконтролю, металлографическим исследованиям и испытаниям в высокотемпературном потоке окислителя. Анализ показал на отсутствие дефектов в наплавленных слоях.

Ниже приведен пример осуществления способа.

На поверхность изделия из дисперсионно-твердеющего сплава на никелевой основе марки ЭП 202 наплавляли проволоку из хромоникелевого сплава марки ХН78Т. Наплавку осуществляли сварочной горелкой в среде инертного газа - аргона. Толщина слоя 6-7 мм. Полученный наплавленный слой подвергали обработке на токарном станке с получением толщины 2,5 - 3,5 мм. После этого наплавляли проволоку из "чистой" меди марки М1 с помощью сварочной горелки. Толщина слоя 3 - 5 мм. После этого проводили механическую обработку до получения толщины слоя 0,1 - 2 мм.

Проведенные исследования и испытания показали на отсутствие дефектов в наплавленных слоях, что обеспечило возможность использовать такие изделия в энергетических конструкциях, работающих в экстремальных условиях заданное время без разрушения.

Формула изобретения

1. Способ наплавки на поверхность изделий, выполненных из дисперсионно-твердеющего сплава на никелевой основе, включающий наплавку с использованием присадочного материала из сплава на никелевой основе, не претерпевающего фазовых изменений в процессе нагрева, отличающийся тем, что после наплавки никелевый слой подвергают механической обработке до получения заданной толщины, после чего на него наплавляют слой меди с последующей механической обработкой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что никелевый слой после наплавки подвергают механической обработке до получения слоя толщиной 2,5 - 3,5 мм.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве присадочного материала для наплавки меди используют сплав, содержащий 93 - 98% меди.

4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что слой меди после наплавки подвергают механической обработке до толщины 0,1 - 2,0 мм.