Способ получения наплавленного металла с заданными свойствами при автоматической дуговой наплавке
Изобретение может быть использовано для восстановления и изготовления деталей узлов трения машин и оборудования, работающих в условиях больших ударных нагрузок в абразивной среде. Изготавливают материал для наплавки, содержащий флюс и износостойкие порошковые ферросплавы. Легирование флюса ферросплавами осуществляют путем предварительного определения по номограмме их оптимального количества в пределах их содержания 10-50%. Производят механическое смешивание флюса и ферросплавов и одновременно добавляют в качестве связующего вещества натриевое жидкое стекло (7-10%). Осуществляют просушку до 50oС, прокалку при 300oС и подвергают грануляции. Способ позволяет получить легированный наплавленный металл с заданными физико-химическими свойствами. 2 ил., 3 табл.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам автоматической дуговой наплавки твердыми порошковыми материалами, и может быть использовано для восстановления и изготовления деталей узлов трения машин и оборудования, работающих в условиях больших ударных нагрузок в абразивной среде.
В настоящее время на железнодорожном транспорте существует проблема быстрого износа пар трения подвижного состава и путевых машин, работающих в условиях высоких контактных нагрузок в присутствии абразивной среды. Согласно существующей практике для обеспечения равнопрочности узлов машин, на трущиеся поверхности наносят износостойкие покрытия, поверхности которых для различных деталей должны быть по твердости от 36 до 62 HRC при коэффициенте трения 0,1 - 0,46. Анализируя известные методы получения наплавленного металла заданного химического состава и проведя ряд научно-исследовательских, опытных работ и используя в основе способ легирования, в Инженерном центре "Сплав" МПС РФ были обнаружены новые технологические возможности в получении наплавленного металла заданного химического состава и твердости при автоматической дуговой наплавке за счет легирования через флюсы стандартными металлическими порошками. Известен керамический флюс для механизированной сварки стали (см. авт. св. N 823044, кл. В 23 К 35/362, Б. 15, 1981 г.), содержащий флюоритовый концентрат, магнезит, гематит, мрамор, ферротитан, ферросилиций и, кроме того, дополнительно содержит хром металлический и высококремнистый марганцевый плавленный флюс. Однако, несмотря на то, что известный флюс относится к легирующим с применением аустенитной проволоки Св08Х21Н1016 и имеет достаточно высокие механические характеристики по стойкости против образования горячих трещин, он не решает физико-механических свойств наплавленного металла, так как в нем отсутствуют карбидообразующие составляющие для получения в наплавленном слое высокой твердости и упругопластичности. В результате возникает необходимость дополнительного легирования для получения требуемых результатов. Известен способ получения сплава переменного химического состава (см. авт. св. N 975275, кл. В 23 К 9/04, Б. 43, 1982 г.), заключающийся в использовании легирующих элементов, введенных в присадочный материал, который подвергают переплаву сварочным электродом совместно с основным металлом и располагают под углом к направлению перемещения сварочного электрода, причем переплавляют не менее двух посадочных материалов, в качестве которых используют сварочные флюсы, насыпанные слоями с наклонной границей раздела. Недостатком известного способа является то, что, проводя двойное легирование за счет введения двух присадок, технологический процесс не упрощается, так как вводится еще одна операция и производительность соответственно снижается. Наиболее близким по технической задаче является способ наплавки металла (см. книгу В.Н. Ткачев и др. "Индукционная наплавка твердых сплавов", Машиностроение, Москва, 1970, стр.114), заключающийся в том, что наплавку проводят с помощью ферросплава - "сормайта" и порошкообразного сварочного флюса, при этом карбиды хрома, присутствующие в "сормайте", хорошо растворяют легирующие элементы наплавки, обеспечивая тем самым возможность регулирования износостойкости при индукционной наплавке. Недостатком прототипа является то, что в "сормайте" большое содержание хрома и углерода вызывает в наплавленном металле высокий коэффициент линейного расширения, а карбидообразующие фазы имеют сложные структурные элементы - цепи, которые затрудняют деформирование кристаллической решетки. Эти обстоятельства отражаются негативно на упругопластических свойствах наплавленных металлов. Техническая задача предлагаемого изобретения состояла в разработке способа, позволяющего получать наплавленный легированный металл с заданными физико-химическими свойствами при автоматической дуговой наплавке. Поставленная задача достигается тем, что в известном способе получения наплавленного металла с заданными свойствами при автоматической дуговой наплавке, включающем изготовление материала для наплавки, содержащего флюс с введением в его состав износостойких порошковых ферросплавов для легирования наплавленного металла, предварительно определяют по номограмме оптимальное количество износостойких порошковых ферросплавов в пределах их содержания 10 - 50%, а материал для наплавки изготавливают путем механического смешивания упомянутых ферросплавов и флюса с одновременным добавлением в качестве связующего вещества натриевого жидкого стекла в количестве 7 - 10%, последующей просушки при температуре до 50oC, прокалки при 300oC и его грануляции. На фиг. 1 изображена номограмма для определения процентного отношения легирующей добавки во флюс в зависимости от задаваемых физико-механических свойств наплавленного металла (твердость, износостойкость и упругопластические свойства); фиг. 2 - диаграмма весового износа образцов пар трения при нормальном давлении (24,5 кгс/см2); Предложенный способ осуществляется следующим образом. При получении твердых сплавов с заданными триботехническими характеристиками, под которыми имеются в виду ударная вязкость, повышенная износостойкость, упругопластические характеристики, были разработаны в Инженерном центре "Сплав" конкретно для каждого сплава, выпускаемого промышленностью номограммы (см. фиг. 1). В данном случае рассмотрена номограмма с ПГ-С27. В зависимости от требуемых свойств наплавляемого металла (определяют по номограмме) в сварочный флюс ОСЦ 45 вводят 10 - 55% износостойкого порошка, например, сплава ПГ-С27, используя в качестве связующего материала жидкое стекло плотностью![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/947.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/947.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/177.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/947.gif)
Формула изобретения
Способ получения наплавленного металла с заданными свойствами при автоматической дуговой наплавке, включающий изготовление материала для наплавки, содержащего флюс с введенными в его состав износостойкими порошковыми ферросплавами для легирования наплавленного металла, отличающийся тем, что предварительно определяют по номограмме оптимальное количество износостойких порошковых ферросплавов в пределах их содержания 10-50%, а материал для наплавки изготавливают путем механического смешивания упомянутых ферросплавов и флюса с одновременным добавлением в качестве связующего вещества натриевого жидкого стекла в количестве 7-10%, последующей просушки при температуре до 50oС, прокалки при 300oС и его грануляции.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4