Состав для нанесения покрытий на стальные изделия

 

СОСТАВ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА СТАЛЬНЬШ ИЗДЕЛИЯ, содержащий гранулированньгй твердый сплав на основе карбида титана с никель-молибде: новой связкой марки ТН-20, никель и 13 „3 Sllli 3iw(.; ir. раствор глицерина в спирте, отличающийся тем, что, с целью повьшюния термостойкости покрытий, он дополнительна содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%: Никель 22-30 Медь 5-9 Раствор глицерина 1-3 в спирте Гранулированный твердый сплав на основе карбида титана с никельмолибденовой связкой марки ТН-20 Остальное 0 С

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

М ЮНИОН

РЕСПУБЛИК аа аи

3(Я) С 22 С 29/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3517396/22-02 (22) 23.11.82 (46) 23.05.84. Бюл. М 19 (72) Н.В.Авдеев, С.Г.Насритдинов, В.А.Рогов и В.В.Бутов, (53) 621.761(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 323947, кл. В 23 К.35/22, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3517080/02, кл. С 22 С 29/00, 1982. (. .)(57) СОСТАВ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА СТАЛЬНЫЕ ИЗДЕЛИЯ, содержащий гранулированный:твердый сплав на основе карбида титана с никель-молибде; новой связкой марки ТН-20, никель и раствор глицерина в спирте, о т л ич ающий с я тем, что, с целью повьш ения термостойкости покрытий, он дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Никель 22-30

Медь 5-9

Раствор глицерина в спирте 1-3

Гранулированный твердый сплав на основе карбида титана с никельмолибденовой связкой марки ТН-20 Остальное

1093721

40

Целью изобретения является повышение термостойкости покрытия.

Поставленная цель достигается за счет того,что состав, содержащий

55 гранулированный твердый сплав на основе карбида титана с никель-молибденовой связкой марки ТН-20, никель и раствор глицерина в спирте, дополниИзобретение относится к порошковой металлургии и может быть применено в качестве упрочняющего материала для нанесения жаростойких покрытий на стальные изделия. 5

Известен состав, позволяющий получать износостойкий сплав на основе рэлита, который используется при наплавке быстроизнашивающихся деталей машин. Состав представляет собой 10 смесь литых карбидов вольфрама и медно-никель-марганцевой связки при . следующем содержании компонентов, вес. Ж:

Твердые частицы литых !5 карбидов вольфрама 60-90

Медь 10-40

Никель 20-40

Марганец 20-40

Известный состав позволяет полу- 20 чить сплошной наплавочный слой износостойкого покрытия (1 3.

Однако образуемое при этом покрытие недостаточно устойчиво против термического воздействия.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является состав (2 для нанесения покрытий на стальные изделия на основе гранулированного твер- 30 дого сплава ТН-20, содержащего никель-марганцевую связку, флюс 100, раствор глицерина в спирте при следующем соотношении компонентов, вес.7:

Никель 5-15 35

Марганец 2-10

Флюс марки 100 0,4-2,0

Раствор глицерина в спирте 1-3

Гранулированный твердый сплав на основе карбида титана мар- 45

g ки ТН-20 Остальное

Недостатком покрытий, полученных из известного состава, является низкая устойчивость против термического воздействия. 50 тельно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Никель 22-30

Медь 5-9.

Раствор глицерина в спирте 1-3

Гранулированнь;л твердый сплав на основе карбида титана с никельмолибденовой связкой марки ТН-20 Остальное

Присутствие меди в предлагаемом составе в количестве 5-9Х приводит к устойчивости покрытия, повышает сопротивляемость покрытия к образованию разгарных трещин. Уменьшение ее количества (5Е не дает ощутимого эффекта в повышении термостойкости покрытия. Введение меди >9Х приводит к неравномерному ее нанесению на твер досплавные гранулы, уменьшает их количество и, как следствие, понижает износостойкость покрытия.

Гранулированный твердый сплав на основе карбида титана с никель-молибденовой связкой марки ТН-20 (ТУ 4819-223-76) имеет следующий состав, мас.Е:

Никель 13,5-16,0

Молибден 5,5-7,0

Карбид титана Остальное

Состав для нанесения покрытий на стальные изделия готовят смешением порошкообразных компонентов в обычных условиях. В смеситель (мельницу) загружают гранулы из титаноникелевых твердых сплавов, например ТН-20, диаметром 0,28-0,32 мм, раствор глицерина в спирте (с соотношением компонентов 1: 1), порошкообразные медь и

A никель карбонильный марки ПНК, хими-

4 ческий состав которого, вес.Х, Ni 99,7, примеси Al, Ng, Si, FeO, Ге203 0,3.

В процессе вращения мельницы мелкий порошок никеля и меди наволакивается на гранулы из твердого сплава ТН-20. После 20 мин работы мельницу останавливают и полученную смесь выгружают. Эта смесь наносится на упрочняемую деталь, подпрессовывается при давлении 100 МПа и спекается при, 1200вС в течение 15—

20 мнн в атмосфере водорода, в результате чего на упрочняемой детали образовывается износостойкий слой требуемой толщины (0,3-20,0 мм). Толщина покрытия определяется количест. 1093721

Сплав

Состав сплава, мас.Е

Термостой- ЛКТР, Износ, кость„ ко- 10 х мг/км личество х град

Гранулы из твердого сплава ТН-20

Порошок нике- Раствор левый карбониль- глицерина ный в спирте

Медь циклов теплосмен

Предлагаемый

60 9

70 5

64 6

65 8

64 7

59,5 3

160

93 32

8,9 29

9,9 30

9,8 28

10,0 39

10,6 40

130

140

165

150

0,5

100

5

Известный 1 1 J

120

9,9 .29

60MC + 10Cu + 20Ni + 10Mn

ВР,2 45

Известный (2) 80 ТН20 + 7Ni + 9Mn + 2флюс + 2 р-р глицерина в спирте 100

7,4 25

ВНИИПИ Заказ 3380/2 Тираи 603 Поаоиоиое

Филиал ППП Патент, r.Óæîðîä, ул.Проектная, 4 вом наносимой смеси на упрочняемую деталь, условиями работы последней и требуемой стойкостью изделия. Испытания проводят на образцах с покрытием толщиной 3 мм, 5

Испытания- на термостойкость упрочненных образцов осуществляют следую- . щим образом.

Упрочненные образцы нагревают до

1200 С и резКо охлаждают в воде, 10 имеющей комнатную температуру. После появления первых трещин на упрочняемой поверхности покрытия испытания прекращают и фиксируют количество циклов теплосмен. 15

Износные испытания проводят по методу вал — неполный вкладыш. Роликовые образцы изготавливают из стали 45 наружным диаметром 50 мм, ши- 2б риной 12 мм. В качестве вкладыша используют сталь 45 с твердостью 4547 HRC. Условия износных испытаний обеспечивают температуру в зоне тре- ния 400 С, характерную для работы 25 большого круга деталей машин и инструмента.

В таблице приведены результаты испытаний.

Как видно из таблицы, показатели термостойкости покрытий, полученных из предлагаемого состава, в 1,2

1,6 раза выше, чем известного.

Сравнение показателей линейного коэффициента термического расширения (ЛКТР) показало, что у покрытий предлагаемого состава ЛКТР в 1,4-1,7 ра- . за меньше, чем у известного.

Покрытия, полученные из предлагаемого состава, по показателю износостойкости также превосходят известные.

Использование предлагаемого состава по сравнению с известным обеспечивает снижение расхода материала жаростойкого покрытия за счет увеличения термостойкости покрытия, повышенИе его износостойкости и снижейие линейного коэффициента термического расширения.