Способ дуговой наплавки композиционных покрытий

 

Изобретение относится к дуговой на плавке и может быть использовано при восстановлении изношенных деталей машин и при нанесении износостойких покрытий на новые детали. Цель изобретения - повышение качества покрытия путем уменьшения растворения частиц порошка в матричном металле При дуговой наплавке композиционных покрытий на детали из малоугл родистой стали в хвостовую часть ванны вначале подают газовую струю перпендикулярно наплавляемой поверхности Под углом 40-50° в хвостовую часть ванны также подают fd эопорошковую струю После паузы, достаточной для заполнения хвостовой части ванны жидким металлом, подачу струй повторяют . Газовая струя выдувает жидкий металл из хвостовой части ванны, оставляя на задней стенке ванны тонкую прослойку жидкого металла Газопорошковая струя, расположенная под углом 40-50° к поверхности перпендикулярна поверхности кристаллизации на задней стенке ванны и вносит частицы порошка в прослойку жид кого металла. Время действия каждой из струй и паузы принимают примерно одинаковым . 3 ил , 1 табл Ё

СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4679852/27 (22) 23,02.89 (46) 15.06.91. Бюл. M 22 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) Н.Н.Дорожкин, Н.Н,Петюшев, В.М,Иэоитко и О.А.Мазур (53) 621.791.92 (088.8) (56) Авторское свидетельство. СССР

М 856710, кл. В 23 К 9/16, 1975. (54) СПОСОБ ДУГОВОЙ НАППАВКИ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к дуговой наплавке и может быть использовано при socстановлении изношенных деталей машин и при нанесении износостойких покрытий на новые детали. Цель изобретения — повышение качества покрытия путем уменьшения растворения частиц порошка в .матричном

Изобретение относится K,ñïoñoáàì дуговой наплавки в среде защитных газов и может быть использовано при восстанов-. лении изношенных деталей машин, а также при нанесении износостойких покрытий на новые детали из малоуглеродистых сталей.

Цель изобретения — повышение качества покрытия при наплавке на детали из малоуглеродистых сталей путем уменьшения растворения частиц порошка в матричном металле, На фиг. 1 показана схема действия газовой струи; на фиг. 2 — схема действия газопорошковой струи; на фиг. 3 — положение расплавленного металла ванны в момент паузй.

Способ состоит в том, что при дуговой наплавке композиционных покрытий на деЯ 1655686 А1 (я)5 В 23 К 9/04 // В 23 К 103:04 л еталле. При дуговой нвплавке композиционных покрытий на детали иэ малоугл родистой стали в хвостовую часть ванны вначале подают газовую струю перпендикулярно наплавляемой поверхности. Под углом 40-50" в хвостовую часть ванны также подают гаэопорошковую струю. После паузы, достаточной для заполнения хвостовой части ванны жидким металлом, подачу струй повторяют, Газовая струя выдувает жидкий металл иэ хвостовой части ванны, оставляя на задней стенке ванны тонкую прослойку жидкого металла. Газопорошковая струя. расположенная под углом 40-50 к поверхности перпендикулярна поверхности кристаллизации на задней стенке ванны и вносит частицы порошка а прослойку жидкого металла, Время деиствия каждои иэ струй и паузы принимают примерно одинаковым, 3 ил., 1 табл. тали иэ малоуглеродистой стали в хвостовую часть ванны вначале подают газовую струю перпендикулярно наплавляемой поверхности, затем под углом 40-50 также в хвостовую часть ванны подают гаэопорошковую струю, после паузы, достаточной для заполнения хвостовой части ванны жидким металлом, подачу струй повторяют, Под действием газовой струи металл сварочной ванны перемещается таким образом, что в хвостовой части остается лишь тонкий слой расплавленного металла, который располагается вдоль фронта кристаллизации (фиг.1). Далее подачу газовой струи прекращают, а включают подачу газопорошковой струи, При этом частицы порошковой присадки внедряются а тонкий слой расплавленного металла и, являясь "микрохолодильниками", приводят к ускоренной

1655686 кристаллизации слоя (фиг.2), Таким образом получается тонкий слой металла с .вкраплением в него твердых частиц, В следующий момент после прекращения подачи газопорошковой струи s период паузы расплавленный металл из головной части сварочной ванны под действием гидродинамических сил; создаваемых электрической дугой, перемещается в хвостовую часть, закрывая сформированный участок покрытия (фиг.3), сплавляется с ним, подготавливая тем самым следующий цикл, который начинается с подачи газовой струи и вытеснения металла из хвостовой части сварочной ванны. При этом поверхность уже нанесенного слоя покрывает тонкая прослойка жидкого металла, закрывающего слой, нанесенный в предыдущем цикле. Эта прослойка является основной для формирования следующего слоя с частицами. Максимальная концентрация частиц порошка в слое, минимальное их расплавление, оптимальная толщина жидкой прослойки над частицами обеспечиваются при продолжительности действия паузы, определяемой временем заполнения жидким металлом хвостовой части наплавочной ванны. Покрытие . представляет собой слой матричного металла, содержащий значительное количество порошковой присадки при минимальном ее расплавлении. . Диапазон изменения скорости наплавки композиционных покрытий по предлагаемому способу 8,5-10 м/ч. При этих значениях скоростей достигается наибольшая производительность процесса и максимальная износостойкость покрытия.

При наплавке деталей из малоуглеродистых сталей типа Ст 3 в качестве плавящегося электрода применяют проволоку типа

Св-08тГ2С, доля материала электрода в матричном слое составляет 65-75 . Угол наклона фронта кристаллизации на задней стенке ванны находится в пределах 40-50 .

Угол наклона газопорошковой струи в 4050 обеспечивает ее перпендикулярность фронту кристаллизации на задней стенке ванны и улучшает условия распределения частиц порошка по поверхности жидкого металла. Сопло газопорошковой струи направляют в то же место, что и газовое.

Продолжительность действия газовой, газопорошковой струй и паузы принимают примерно равными, 5 Пример. Покрытие наплавлялось на пластины из стали Ст3 толщиной 10 мм.

Режим наплавки:

Ток дуги, А 400-500

Скорость наплавки, м/ч- 10

10 Диаметр электрода (проволока

Св — 08 Г2С. мм 2

Порошковая присадка— релит марки "3", мкм 1000-1600

Скорость газовой струи, м/с 20

15 Скорость газопорошковой струи, м/с 9

Время действия каждой струи. с 2

Пауза, с 1,5 — 2

Для получения сравнительных данных

20 было наплавлено покрытие по способу-прототипу при аналогичных технологических режимах.

B таблице приведены результаты исследований наплавленных покрытий на от25 носительную износостойкость и степень расплавления частиц.

Использование предлагаемого способа позволяет сократить расплавление и растворение частиц при наплавке, обеспечивая

30 за счет этого повышение относительной износостойкости композиционных покрытий, Формула изобретения

Способ дуговой наплавки композицион35 ных покрытий с подачей в зону наплавки порошковой присадки газопорошковой струей. отличающийся тем, что. с целью повышения качества покрытия при наплавке на детали из малоуглеродистых сталей путем уменьшения растворения частиц порошка в матричном металле, вначале осуществляют подачу газовой струи в хвостовую часть ванны перпендикулярно наплавляемой поверхности, затем подают

45 газопорошковую струю под углом 40-50 к наплавляемой поверхности, а после паузы, достаточной для Заполнения жидким металлом хвостовой части наплавочной ванны процесс повторяют.

1655686

Продолжение таблицы

1655686

ФАЗ .

Составитель С. Мезенцева

Редактор Т, Парфенова Техред М,Моргентал Корректор Л. Бескид

Заказ 2017 . Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101