Состав порошкообразной шихты для наплавки

Изобретение может быть использовано при нанесении лазерной наплавкой на детали покрытий в качестве защитных слоев. Порошкообразная шихта для наплавки содержит дисперсный металлический порошок и армирующий порошок. В качестве металлического порошка использован порошок на никелевой основе с размером частиц 40-150 мкм, а в качестве армирующего порошка - нанопорошок карбида тантала в количестве 10-40% от объема шихты. Шихта обеспечивает повышение твердости и износостойкости покрытия, полученного лазерной наплавкой.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению состава для лазерной наплавки при нанесении покрытий в качестве защитных слоев на различные детали, эксплуатируемые в различных областях техники.

Известен состав для наплавки, содержащий механическую смесь порошка алюминия, и в качестве оксида использовали ильменит (патент РФ №2090646, кл. С23С 4/10, 20.09.1997 г.).

Недостатком данного состава является относительно низкая твердость покрытия.

Известен состав для наплавки, содержащий металлический порошок на основе железа и дополнительный порошковый материал с содержанием не менее 92 мас. % железа при массовом соотношении основного порошкового материала дополнительного 1:0,25-5 по массе (патент РФ №2007286, кл. В23К 35/24, 15.02.1994 г.).

Недостатком данного сплава является относительно низкая твердость покрытия при лазерной наплавке.

Известно техническое решение, при котором в качестве состава для наплавки используются неметаллические порошки агломерированного карбида вольфрама и металлические частицы кобальта (патент РФ №2503740, кл. С23С 4/12, 10.01.2011 г.).

Недостатком данного состава является недостаточная износостойкость и твердость при эксплуатации деталей в условиях больших нагрузок при температуре выше 500°С.

Известно техническое решение, содержащее описание состава порошкообразной шихты для электродуговой наплавки, содержащее порошковую проволоку со следующими компонентами: никель, молибден, хром, ферросилиций циркония, феррованадий, титан, алюминий, карбид бора, диборид титана, диборид циркония, кремнефтористый натрий, железный порошок и стальную оболочку (патент РФ №2429957, кл. В23К 35/368, 27.09.2011 г.).

Использование данной порошкообразной шихты для наплавки позволяет получить износостойкое покрытие в условиях интенсивного износа при повышенных температурах.

Недостатком данного состава является использование большого количества компонентов различных дорогостоящих материалов, что значительно удорожает стоимость покрытия. Кроме того, использование описанного состава при электродуговой наплавке повышает вероятность перемешивания основного материала с металлом наплавки, повышение остаточных деформаций и напряжений, возможность образования пор и трещин, что в конечном итоге ведет к снижению качества наплавки.

Известен состав порошкообразной шихты для наплавки с использованием лазера, при этом состав содержит дисперсный порошок агломерированного карбида вольфрама и металлический порошок сплава кобальта (патент РФ №2503740, кл. С23С 4/12, В23К 26/34, 10.01.2014 г.).

Недостатком данного состава является недостаточная износостойкость покрытия в условиях эксплуатации при повышенных ударных нагрузках и температурах.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении твердости и износостойкости шихты для лазерной наплавки.

Поставленная задача решается за счет того, что в составе порошкообразной шихты для лазерной наплавки, содержащем дисперсный металлический порошок и армирующий порошок, в качестве металлического порошка используют порошок на никелевой основе с размером частиц 40-150 мкм, а в качестве армирующего порошка используют нанопорошок карбида тантала в количестве 10-40% от объема.

Выбор диапазона размеров частиц порошка на никелевой основе основан на экспериментальных данных, полученных при лазерной наплавке, и проведенных испытаниях на абразивное изнашивание по схеме Бринелля-Хаворта.

Эксперименты показали, что наплавка шихты на основе никеля по сравнению со сталью повышает износостойкость при выбранных режимах лазерной наплавки. В то же время, введение нанопорошка карбида тантала в пределах 10 до 40% от объема шихты позволяет значительно повысить износостойкость наплавленных слоев. При увеличении содержания нанопорошка карбида тантала более 40% появляются микротрещины в наплавленных слоях.

Использованный метод лазерной наплавки основан на расплавлении порошкового материала под воздействием лазерного излучения, при этом погонные мощности этого процесса ниже, чем при дуговых и плазменных методах, и, соответственно, тепловое воздействие на подложку минимально. Это позволяет при использовании наночастиц карбида тантала улучшить поверхностные свойства покрытия, а именно его износостойкость и твердость.

Дуговые и плазменные методы наплавки не обеспечивают требуемых свойств покрытия, т.к. при их использовании образовываются вторичные карбидные фазы, приводящие к образованию трещин в покрытии.

Шихта для лазерной наплавки, содержащая дисперсный металлический порошок и армирующий порошок, отличающаяся тем, что в качестве металлического порошка она содержит порошок на никелевой основе с размером частиц 40-150 мкм, а в качестве армирующего порошка - нанопорошок карбида тантала в количестве 10-40% от объема шихты.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к трубчатой сварочной проволоке, способу ее изготовления и сварке деталей с ее использованием. Трубчатая сварочная проволока содержит оболочку и гранулированную сердцевину, расположенную внутри оболочки, содержащую больше чем приблизительно 2,4% по весу активатора стекловидного шлака, в виде одного или более компонентов, выбранных из группы, содержащей диоксид кремния, диоксид титана, борат или оксид натрия, а также газообразующие, легирующие, раскисляющие и денитрифицирующие компоненты.

Изобретение может быть использовано для низкотемпературной пайки металлов и сплавов припоями различных марок в широком интервале температур. Хлоридный флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: хлористый цинк 33-41, хлористый аммоний 4-12, гидрохлорид диэтиламина 28-30, щавелевая кислота 15, глицерин 0-5, вода - остальное.

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению и может быть применено при механизированной и автоматической подводной сварке и наплавке металлических деталей.

Изобретение может быть использовано при сварке высоколегированных с содержанием хрома до 25 мас. % и никеля до 30 мас.30% и разнородных сталей.

Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано при ручной дуговой сварке высоколегированных жаропрочных и жаростойких сталей с содержанием хрома до 26% и никеля до 20%, особенно в труднодоступных местах, где необходимо усиление шва при сварке с одной стороны.

Изобретение может быть использовано для сварки нержавеющих сталей, в частности сталей серии 400, сварочной проволокой с флюсовой сердцевиной. Нержавеющая хромистая сталь трубчатой оболочки содержит, вес.%: 10-18 Cr, менее 5 Ni.

Изобретение может быть использовано для поверхностного монтажа. Паяльная паста содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: канифоль 4,0-5,0, оксипроизводное соединение ряда алкиламинов 3,7-4,3, полиэтиленгликоль с молекулярной массой 1500-20000 2,9-3,2, этиленгликоль 1,2-1,5, гидроксид натрия 0,5-0,7, порошок припоя - остальное.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к смесям для высокотемпературной пайки. Смесь для соединения металлических изделий высокотемпературной пайкой содержит источник бора и источник кремния в виде порошков при соотношении бора к кремнию в смеси от 3:100 до 100:3 и по меньшей мере одно связующее, выбранное из группы, состоящей из растворителей, воды, масел, гелей, лаков, олифы, связующих на основе мономеров и/или полимеров, причем основной металл изделий имеет температуру солидуса выше 1040°С.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокотемпературной пайке. Механическая смесь частиц порошков для высокотемпературной пайки изделия содержит по меньшей мере один источник бора и по меньшей мере один источник кремния.

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению и может быть применено при механизированной и автоматической сварке и наплавке металлических деталей под водой.

Изобретение может быть использовано в составе порошковых проволок, покрытых электродов и флюсов для сварки и наплавки. Модификатор содержит нанопорошок тугоплавкого соединения, выбранного из группы, включающей карбид, нитрид, оксид, карбонитрид, оксикарбонитрид металла, в качестве инокулятора и протектор. В качестве протектора использован флюс, состоящий из смеси фторидов и хлоридов металлов, выбранных из группы, включающей натрий, кальций, калий, барий, литий и магний, а также связующего в виде силикатов металлов этой группы в количестве 7-13% от массы инокулятора. Модификатор содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: нанопорошок тугоплавкого соединения 30-50, флюс – остальное. Технический результат заключается в повышении механических и эксплуатационных свойств металла сварных швов и наплавленного металла за счет увеличения металлургической эффективности модификатора. 2 ил., 2 табл., 1 пр.

Изобретение может быть использовано при сварке металлов плавящимся электродом в качестве защитного средства для поверхности свариваемых изделий и технологического оборудования. Защитное покрытие получено на основе электрохимически синтезированного, активированного водного католитного раствора, который за счет изменения структуры воды обеспечивает синергизм взаимодействия составных компонентов покрытия на молекулярном и ионном уровнях, что ведет к улучшению эксплуатационных характеристик данного покрытия. Защитное покрытие содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: электрохимически активированный католит 50, неонол 10, диэтиленгликоль 28, полипропиленгликоль 12. Полученная антипригарная пленка обладает хорошей смачиваемостью к загрязненной металлической поверхности, низкой коррозионной активностью к металлам. 1 табл.

Изобретение может быть использовано при производстве свинцовых аккумуляторов, в частности для батарей резервного питания и двойного назначения. Флюс содержит бромистоводородную кислоту, моноэтаноламин, изопропиловый спирт, N-Метил-2-пирролидон и адипиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: N-Метил-2-пирролидон 35-54, изопропиловый спирт 5-9, адипиновая кислота 15-30, бромистоводородная кислота 40%-ная 10-25, моноэтаноламин 3-10. За счет оптимально подобранного качественного и количественного содержания активаторов и растворителей флюс обладает низкой летучестью и экологичностью в сочетании с высокими экономическими показателями расхода компонентов на производство единицы аккумуляторной продукции. Отсутствие на поверхности коррозионно-активных продуктов взаимодействия флюса с окислами исключает необходимость применения дополнительных процедур промывки паяных конструкций и соответственно загрязнения сточных вод. 2 табл.
Изобретение может быть использовано для изготовления или восстановения наплавкой деталей металлургической и машиностроительной техники, работающих в условиях окисления и циклического термомеханического нагружения, в частности, для системы вторичного охлаждения установок непрерывной разливки сталей. Ферромагнитная шихта содержит компоненты в следующем соотношении, вес. %: феррохром 29-32, порошок никеля 8-9, ферромолибден 3-5, ферротитан 3-5, феррованадий 2-4, мрамор электродный 10-12, плавиковый шпат 10-12, железный порошок - остальное. Порошок ферромагнитной шихты предварительно замешан на жидком стекле для слипания магнитных и немагнитных составляющих. Наплавка осуществляется непрерывной электродной проволокой марки Св08А диаметром 1,6 мм, на которую подается шихта и под действием магнитного поля сварочной цепи притягивается к ней, образуя покрытие, аналогичное электродному. Применение наплавочного материала в условиях электродуговой наплавки обеспечивает получение бездефектных изделий, отвечающих необходимым эксплуатационным требованиям без дополнительной термообработки.

Изобретение может быть использовано для нанесения наплавкой металлокерамических покрытий на изделия, работающих при повышенных температурах в условиях абразивного износа и воздействия коррозионной среды. Первый слой покрытия толщиной 0,5-0,7 мм выполнен из пасты, содержащей компоненты в следующем соотношении компонентов, об.%: порошок карбида бора 15-25, порошок углерода 1,5-2, порошок никеля 3-4, порошок бора аморфного 3-5, порошок хрома 3-4, кремнийорганический лак КО-85 - остальное. Второй слой покрытия толщиной 0,75-2,6 мм выполнен из расплавленной пасты, содержащей компоненты в следующем соотношении, об.%: порошок карбида бора 10,0-30,0, порошок церия 0,1-0,2, аэросил 2,0-5,0, порошок плавикового шпата 0,3-2,0, порошок металла, выбранного из группы, включающей кобальт, никель, железо 30,0-50,0, по меньшей мере, одно связующее, выбранное из группы, включающей жидкое стекло, кремнезоль, алюмозоль – остальное. Наплавленное покрытие обладает высокой износостойкостью и коррозионной стойкостью. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.

Изобретение относится к сварочным и наплавочным материалам и может быть использовано для получения наплавленного металла и сварных швов на низко-, средне- и высоколегированных сталях и сплавах. В качестве порошков тугоплавкого химического соединения используют тугоплавкие химические соединения переходных металлов, выбранных из IV, V и VI групп Периодической системы, с углеродом, азотом или бором в виде порошкообразной смеси, содержащей нано-, ультра- и микроразмерные частицы. Сначала смешивают упомянутую смесь порошков со смешивающим агентом в соотношении от 2,3:1 до 4:1, полученную смесь продавливают через сито с образованием гранул размером не менее 500 мкм, просушивают их при температуре 250-300°C с обеспечением сухого остатка смешивающего агента 7-14% от массы полученных гранул, затем гранулы смешивают со шлакообразующим компонентом в виде флюса с образованием гранул с размерами в интервале 0,25-1,6 мм в соотношении от 1:2,3 до 1:0,75, нагревают полученную смесь в течение 5-10 мин при температуре Тх, выбираемой из соотношения Ттк>Тх≥Тш+50°C, где Ттк - температура плавления тугоплавкого химического соединения переходных металлов; Тш - температура плавления шлакообразующего компонента, после чего охлаждают, а закристаллизовавшийся шлак измельчают и разделяют на фракции с размером 50-100 мкм. Изобретение позволяет создать модификатор, обеспечивающий при его плавлении в реакционной зоне сварки высокую степень сохранности нано-, ультра- и микроразмерных частиц тугоплавких химических соединений в микрогранулах модификатора, а также повысить стабильность существования сварочной дуги. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение может быть использовано для дуговой наплавки металлургического и другого инструмента, работающего в условиях интенсивного абразивного изнашивания при температурах до 600°С. Порошковая проволока состоит из стальной оболочки и порошкообразной шихты и содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: феррохром 24,0-26,0, ферромолибден 3,8-4,2, диборид титана 2,9-3,7, графит 1,3-3,3, никель 1,0-1,3, железный порошок 0,2-2,2, кремнефтористый натрий 0,8-1,0, ультрадисперсный порошок нитрида титана 0,25-0,60, стальная оболочка остальное. Металл, наплавленный порошковой проволокой с данным составом, обладает высокими значениями твердости и износостойкости, что позволяет повысить ресурс работы наплавленных деталей машин, оборудования и инструментов. 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к металлу сварного шва, применяемому в сварных конструкциях. Металл сварного шва, содержащий в мас. %: С от 0,02 до 0,10, Si от 0,10 до 0,60, Mn от 0,90 до 2,5, Ni от 0,20 до 2,00, Cr от 0,05 до 1,0, Мо от 0,10 до 1,50, Ti от 0,040 до 0,15, В от 0,0010 до 0,0050, О от 0,030 до 0,100, и N 0,015 или менее, железо и неизбежные примеси – остальное. Средний диаметр эквивалентной окружности карбидов, имеющих диаметр эквивалентной окружности 0,40 мкм или более, среди присутствующих на границах зерен металла сварного шва карбидов, составляет 0,75 мкм или менее. Металл сварного шва имеет высокие значения низкотемпературной ударной вязкости при более низких температурах, прочности после SR-отжига, а также при применении дуговой сварки в защитном газе с использованием проволоки с флюсовой сердцевиной. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 6 табл., 1 пр.

Изобретение может быть использовано для поверхностного монтажа электрорадиоэлементов и интегральных схем на печатные платы. Припойная паста содержит, мас. %: порошок низкотемпературного припоя 80…91 и флюс-связку 9…20. Флюс-связка включает компоненты в следующем соотношении, мас.%: сосновая канифоль натуральная 30…60, смесь высококипящих и низкокипящих органических растворителей в виде эфиров и/или спиртов 35…70, активаторы в виде соли или смеси солей первичных аминов с органическими кислотами 1…8. За счет повышения качества активаторов флюса-связки припойной пасты, соответствующей типу «ROL0», паста обеспечивает надежность пайки сильно окисленных со временем печатных плат и радиоэлектронных компонентов с большим сроком хранения, предназначенных для работы в жестких условиях эксплуатации. 1 ил., 4 табл.

Изобретение может быть использовано для поверхностного монтажа электрорадиоэлементов и интегральных схем на печатные платы. Припойная паста содержит, мас. %: порошок низкотемпературного припоя 80…91 и флюс-связку 9…20. Флюс-связка включает компоненты в следующем соотношении, мас.%: сосновая канифоль натуральная 30…60, смесь высококипящих и низкокипящих органических растворителей в виде эфиров и/или спиртов 35…70, активаторы в виде соли или смеси солей первичных аминов с органическими кислотами 1…8. За счет повышения качества активаторов флюса-связки припойной пасты, соответствующей типу «ROL0», паста обеспечивает надежность пайки сильно окисленных со временем печатных плат и радиоэлектронных компонентов с большим сроком хранения, предназначенных для работы в жестких условиях эксплуатации. 1 ил., 4 табл.

Изобретение может быть использовано при нанесении лазерной наплавкой на детали покрытий в качестве защитных слоев. Порошкообразная шихта для наплавки содержит дисперсный металлический порошок и армирующий порошок. В качестве металлического порошка использован порошок на никелевой основе с размером частиц 40-150 мкм, а в качестве армирующего порошка - нанопорошок карбида тантала в количестве 10-40 от объема шихты. Шихта обеспечивает повышение твердости и износостойкости покрытия, полученного лазерной наплавкой.

Наверх