Композиционный сплав
О 0 И С А Н И Е оо986684
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Sl ) Дополнительное к авт. свид-ву . (22) Заявлено 25. 01. 78 (2l ) 2572007/25-27 (51)М. Кл.
В 23 К 35/30 с присоединением заявки №
Гасударственный квинтет (53) УДК 621.791 ° . .92. 042. 2 (088.8) (23) Приоритет
Опубликовано 07.01.83. Бюллетень №1
Дата опубликования описания 07.01.83 ав аелзн нзебретеннй и открытий
В.П. Стойко, И.Г. Иоргачев, В.Н. Попов и С.П.-БаСсарабов (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (5»} КОИПОЗИЦИОННЫЙ СПЛАВ
Йзобретение относится к области сварки, в частности к стыкошлаковой наплавке износостойкими материалами горнорежущего инструмента, преимущественно зубьев ковшей экскаваторов.
Горнорежущий инструмент работает в условиях ударно-абразивного и абразивного изнашивания. Поэтому режущая часть инструмента, например зубья ковшей экскаваторов, должны иметь высокие износостойкость, ударную вязкость и прочность.
Обычно такие свойства зубу придают поверхностной дуговой или плазменной наплавкой или объемным форсирова- 1 нием режущей части зуба стыкошлаковой наплавкой из специальных высокохромистых чугунов.
Известен (1 J композиционный сплав, содержащий 92-97 карбида вольфрама 2о и сплава-матрицы, содержащего следующие компоненты, вес. г:
Углерод 0,3-1
Кремний 155
Бор 1,5-4,5
Хром 12-17
Железо до 10
Никель Остальное
Однако этот сплав дорог и не может быть использован в условиях ударных нагрузок из-за присущей ему хрупкости.
Известен композиционный сплав (2 ), .содержащий карбид вольфрама 30-60 ь и сплав-связку 40-70 . Причем сплавсвязка (сплав-матрица) содержит следующие компоненты, вес. 4:
Углерод 0,15-0,2
Кремний 0,2-0,5
Иарганец 0,5-1
Хром 0,7-1,5
Никель 0у5 1 ь5
Иолибден 0,8-1,5
Бор 0,002-0,005
Железо Остальное
Известен сплав (3 ), содержащий следующие компоненты, вес.
Углерод 3,0-3 5
Кпемний 0,6-1,5
986684
3ю0 3 5 25
0,6-1, 5
0,8-1,5
23 27
3,0-3,5
Химический состав матрицы, 3
Содержание карбида вольфрама в предлагаемом
Коэффициент относительной износостойкости
Хром
УглеКремний
Титан Никель
Марганец
Железо род материале
2,8
Осталь0,8
0,9
3,1 ное
4,1
3,11 24,8 1,2
0,8
0,9
Осталь3,1 ное
3, 11 248 1,2
Осталь- 5,8
0,8
0 9
3 1 ное
Марганец 0,8-1,5
Хром 23-27
Никель 3>0-3,5
Титан 0,6-1,0
- Железо Остальное
Этот материал дешев и, благодаря наличию в нем титана в сочетании с никелем, обладает хорошей ударной вязкостью и прочностью, но в то же время не обладает удовлетворительной износов в стойкостью, особенно в условиях разработки горных пород повышенной абразивности, например песчаников.
Цель изобретения - увеличение износостойкости без снижения ударной вяз- 1S кости и прочности горнорежущего или другого концевого инструмента.
Цель достигается тем, что в известный материал, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан и железо введено 35-554 зерен карбида вольфрама от всего веса материала, при следующем соотношении остальных компонентов, вес. 3:
Углерод
Кремний
Марганец
Хром
Никель
35 3,11 24,8 1 2
Как видно из таблицы, с увеличением в предлагаемом материале содержания карбида вольфрама повышается и износостойкость материалов (за единицу износостойкости принята эталОнная из- носостойкость стали 45). Однако при содержании вольфрама свыше 553 в материале появляются трещины, зарождаюТитан 0,6-1, 0
Железо Остальное
Износостоикость этому материалу придают твердые зерна карбида вольфрама, которые непосредственно контактируют с отделяемым (разделяемым) материалом. Совокупность остальных компонентов, в данном случае матрица, придает материалу необходимую ударную вязкость и прочность.
Предлагаемый материал для наплавки получают добавлением в расплав, образующийся во время наплавки стыкошлаковым способом инструмента электродом химического состава матрицы предлагаемого материала, карбида вольфрама в виде зерен, которые, обладая большой твердостью, оседают в расплаве и концентрируются по поверхности формуемой кристаллизатором режущей кромки инструмента и в объеме последней. Зерна карбида вольфрама при этом слегка оплавляются и прочно сплавляются с матрицей.
Были изготовлены и испытаны на машине ДЛ на относительную износостойкость образцы из предлагаемого материала. Результаты испытаний приведены в таблице. щиеся у грани зерен карбида вольфрама.
Поэтому наилучшее сочетание по показателям иэносостойкости, ударной вязкости и прочности имеет материал, содержащий 457 карбида вольфрама.
Инструмент, наплавленный предлагаемым материалом, дороже на 2-33 инструмента, наплавленного только ЭлекСоставитель Н. Соколова
Техред g.Харитончик Корректор Е.Рошко
Редактор Е. Хейфиц
Тираж 1104 . Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 10399/19
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,.ул. Проектная, 4
5 986684 6 родами химсостава матрицы предлагае" мента электрошлаковым способом; содермого состава однако по износостой" жащий карбид вольфрама в количестве ., кости он превосходит соответствующий 35-553 и сплав-матрицу - остальное, инструмент в 2,0-2,5 раза. отличающийся тем, что, с
Кроме того, предложенная матрица, ю целью повышения износостойкости сплаобладая высокой температурой плавле" ва, в качестве сплава"матрицы взят ния, обеспечивает в. процессе получе- . состав в следующем соотношении компония композиционного материала поверх" нентов, вес. ь: ностное.оплавление зерен карбида воль- Углерод 3,0-3 5 фрама и надежную связь их с матрицей..!О Кремний 0,6-1,5
Предложенный композиционный мате- Иарганец 0,8-1 5 риал значительно дешевле аналогичных Хром 23-27 по содержанию карбида вольфрама, так Никель 3,0 3 5 как содержит последнего на 20-403 Титан 0,6-1,0 меньше, чем в известных материалах д железо Остальное для наплавки, которые из-за большего Источники информации, содержания карбида вольфрама не мо- принятые во внимание при экспертизе гут работать в условиях значительных 1. Авторское свидетельство СССР ударных нагрузок. и 408734, кл. В 23 K 35/30, 1973.
2в 2. Авторское свидетельство СССР 521100, кл. В 23 K 35/30, 1975.
Формула изобретения
3. Авторское свидетельство СССРло
Композиционный сплав для наплавки заявке 1г 2392112/25-27» кл. В 23 K 35/30, преимущественно горнорежущего инстру- 1975 (прототип).
