Состав шихты для индукционной наплавки

 

Сущность изобретения: шихта содержит следующие компоненты, мас. твердый сплав 50 75, порошок железный 23 46, боризатор "БМБ" 2 6. Введение в состав боризатора "БМБ" и железного порошка обеспечивает насыщение твердого сплава бором, получение высокодисперсной заэвтектической структуры (70 75%), состоящей из карбоборидной эвтектики и избыточных карбидов и боридов, а также возможность нанесения шихты на горячую поверхность изделия. 2 табл.

Изобретение относится к области сварочного производства, в частности, к составу шихты для индукционной наплавки и может быть использовано для наплавки быстро изнашиваемых поверхностей рабочих органов сельскохозяйственных машин. Целью предполагаемого изобретения является повышение износостойкости в средах с высокой абразивностью и высоких скоростях взаимодействия, а также твердости и качества наплавленного металла. Эта цель достигается тем, что в шихту для наплавки, содержащую твердый сплав, железный порошок и боросодержащий компонент, в качестве боросодержащего компонента введен боризатор "БМБ" при следующем соотношении компонентов, мас. твердый сплав 50-75 порошок железный 23-46 боризатор "БМБ" 2-4 Известно, что боризатор "БМБ" (боризатор мест- ного борирования ТУ2.036.0222227.144.87) используется для диффузионного борирования рабочих поверхностей штампов. Однако проведенные исследования в области индукционной наплавки позволили использовать боризатор "БМБ" в комплексе с железным порошком и гранулированными износостойкими сплавами для упрочнения рабочих органов сельскохозяйственных машин. Комплексное введение железного порошка и боризатора "БМБ" позволили получить термореактивную смесь, обеспечивающую получение микроструктуры в переходной зоне наплавленного и основного металла без проникновения наплавного металла по границам зерен основного металла при перегреве до 40% Отсутствие проникновения наплавленного металла по границам зерен основного металла объясняется тем, что при диффузии бора замедляется рост зерна в переходной зоне, а температура плавления границ зерен превышает температуру плавления эвтектик Fe-B и Fe-B-C, образующихся в результате реакции термореактивной смеси боризатор + железный порошок, что препятствует проникновению легкоплавкой эвтектики по границам зерен, поэтому преобладает фронтальное плавление. Содержание железного порошка выбрано таким, чтобы обеспечить прочное закрепление твердых составляющих в матрице сплава. Боризатор "БМБ" служит для образования необходимого количества твердой фазы, определяющей высокую износостойкость наплавленного металла, а также для дополнительного раскисления, улучшающего формирование наплавленного металла. Меньшая степень разбавления наплавленного сплава металлом основы способствует тому, что в микроструктуре наплавленного сплава преобладает заэвтектическая структура (не менее 70%), что обеспечивает высокую износостойкость. Введение боризатора "БМБ" позволило не применять в составах шихт флюсы на основе боросодержащих добавок, т.к. "БМБ" является самофлюсующим материалом. Это дало возможность нанесения шихты на горячую (до 700^оС) поверхность изделия (без предварительного охлаждения изделия), при работе на автоматических линиях индукционной наплавки. Введение в наплавочную шихту термореактивной смеси боризатор + железный порошок значительно улучшает теплопроводность шихты и повышает ее объемный вес, что позволяет получить наплавленные слои заданной толщины при меньшем слое шихты. Экспериментально подтверждено, что использование шихты, содержащей термореактивную смесь, позволяет вести процесс с интенсивностью на 20-30% выше, чем обычной шихтой. Активное взаимодействие боризатора "БМБ" с окалиной обеспечивает получение качественной наплавки при интенсивности нагрева ниже минимальной для индукционной наплавки на 40-60% и позволяет наносить шихту на поверхность изделия без предварительной подготовки изделия под наплавку. При содержании боросодержащей смеси до 48% эвтектика приобретает микротвердость Н_0,98 9220-11680 МПа, при твердости карбоборидов Н_0,98 15240-19430 МПа. Сравнение заявляемого решения с известными, позволяет сделать вывод о соответствии его критеpию "Существенные отличия". Следовательно, комплексное введение боризатора "БМБ" и железного порошка в определенных пределах дало возможность получить шихту для наплавки рабочих органов сельскохозяйственных машин, работающих в условиях абразивного износа и высоких скоростях. Пример конкретного осуществления. В лабораторных условиях НИИТМа была приготовлена шихта из порошковых материалов грануляцией 0,16 мм, содержащей в мас. твердый сплав 60 порошок железный 37 боризатор "БМБ" 3 В качестве твердого сплава взят высоколегированный сплав ПГ-ПС-14-60 по ТУ 48-19-122-74, порошок железный порошок железный восстановленный ПЖВ-3 в соответствии с ГОСТ 9849-86, боризатор "БМБ" по ТУ 2.036.0222227.144-87. Смесь порошков перемешивали в лабораторном смесителе в течение 15 мин для получения однородной шихты для наплавки. Аналогично были приготовлены еще 6 составов заявляемой шихты с различным содержанием компонентов. В табл.1 представлены составы испытываемых наплавочных шихт. Каждый из приготовленных составов шихты был наплавлен на плоские образцы из стали марки Ст.3 размерами 60х25х4 мм в одновитковом петлевом индукторе высокочастотной установке ВЧИ-62/0,44. Высота наплавленного слоя составляла 1,1-1,2 мм. Каждым из приготовленных составов наплавлено по 10 образцов. Наплавленные образцы подвергались сравнительным испытаниям по следующим показателям: твердость по HRC_э, определялась в соответствии с ГОСТ 9613-59; относительная износостойкость наплавленных сплавов, определялась на машине Х-4-Б в соответствии с ГОСТ 17367-71; время наплавки определялось с помощью секундомера, вмонтированного в установку. Склонность наплавленного сплава к хрупкому разрушению, определялась по потере массы образца, в соответствии с методикой, разработанной Ростовским-на-Дону НИИТМом. Сущность методики заключается в том, что на вертикально установленный, наплавленный и заточенный под определенным углом образец, наносится серия ударов свободно падающего бойка, сила ударов которого остается постоянной в течение всего цикла испытаний. Склонность твердого сплава к хрупкому разрушению определялась по потере массы образца после определенного количества ударов бойка по лезвию образца. В табл. 2 представлены результаты сравнения свойств предлагаемой и известной шихты.

Формула изобретения

СОСТАВ ШИХТЫ ДЛЯ ИНДУКЦИОННОЙ НАПЛАВКИ, включающий твердый сплав, железный порошок, боросодержащий компонент, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости твердости и качества наплавленного металла, состав содержит в качестве боросодержащего компонента боризатор марки "БМБ", при следующем соотношении компонентов, мас. Твердый сплав 50-75 Порошок железный 23 46 Боризатор марки "БМБ" 2 4

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000        

---