Зносостійкий сплав

Зносостійкий сплав для формування зносостійкого покриття, який відрізняється тим, що містить активний продукт на основі компонентів 3 82449 ніобій 2,0...4,0 лантан 0,005...0,1 церій 0,01...0,1 нікелева лігатура, (що містить бір 3% і ніодім 30%) 0,1...0,3. Причиною що перешкоджає досягненню технічного результату є те, що використовування вищенаведених зварювальних сплавів для формування і відновлення зносостійких робочих поверхонь устаткування, які випробовують дію знакозмінних ударно-динамічних навантажень, у присутності агресивних середовищ і підвищених температур, не забезпечує необхідні експлуатаційні властивості. Зокрема, при експлуатації поверхні наплавленої приведеними зносостійкими матеріалами, по закінченню трьох днів, був встановлений повний знос матеріалу, що наплавляється. Це обумовлено тим, що приведені матеріали мають недостатні міцність, твердість і ударну в'язкість. Крім того, наведені сплави при їх приварюванні із застосуванням традиційних методів зварки, зокрема електродугової зварки, володіють низькою стійкістю проти утворення поперечних гарячих тріщин в зоні термічного впливу і гарячих тріщин при термоциклірованії в процесі термообробки. При цьому вирішальну роль надає коефіцієнт відносного температурного подовження при високих температурах. Внаслідок чого, в шарі, що наплавляється, або елементі з даного сплаву порушуються первинні металургійні зв'язки, які приводять до зменшення надійності з'єднання наплавленого електропровідного сплаву з поверхнею виробу. Враховуючи те, що кожне устаткування з даною зносостійкою поверхнею має свій режим експлуатації, то фізико-механічні, зносостійкі і міцнісні властивості твердого сплаву для наплавлення задаються залежно від режиму його експлуатації. Отже, виникає необхідність в розширенні асортименту твердих сплавів для наплавлення, які володіють високими зносостійкими властивостями, але з різними експлуатаційними характеристиками. В основу винаходу поставлена задача, удосконалити сплав переважно для формування зносостійкої поверхні, шляхом зміни сукупності компонентів твердого сплаву на базі компонентів його активного продукту і компонентів цільової добавки і їх співвідношення в мас. %, забезпечити нову структур у зносостійкого електропровідного сплаву і особливий легований склад зв'язуючої фази та, за рахунок цього, підвищити міцність, твердість, ударну в'язкість наплавлювального зносостійкого сплаву; компенсувати вигоряння легуючих елементів із зони термічного впливу, знизити вплив структурних змін, що викликають утворення гартівних структур і тріщин; здійснити стійкий процес приварювання, тобто без розбризкування сплаву, що наплавляється та без захисного газового середовища, а також виключити порушення металургійних зв'язків, яке приводить до зменшення надійності з'єднання привареного сплаву до поверхні виробу. Задача вирішена тим, що зносостійкий сплав, переважно для формування зносостійкого покриття що містить/ активний продукт на основі компо 4 нентів твердого сплаву і цільову добавку на основі сплаву компонентів групи перехідних металів, згідно винаходу, як активний продукт використовують твердий сплав, що містить карбід вольфраму, кобальт і нікель, як цільова добавка використовують сплав компонентів групи перехідних металів, що містить, реній, тантал, ванадій і мідь при наступному співвідношенні компонентів, в мас. %: Активний продукт 91-96,5 Цільова добавка 3,5-9. дозволило створити структур у сплаву з великим і середнім розміром зерен карбіду вольфраму, з рівномірною товщиною (Co, Ni) зв'язуючих фаз, виключити пористість і наявність крихкої фази. Дана структура твердих сплавів відповідає вимогам, що пред'являються до електропровідних сплавів, призначених для експлуатації при дії знакозмінних ударно-динамічних навантажень, у присутності агресивних середовищ і підвищених температур, забезпечує міграцію під напругою легованої нікель-кобальтової зв'язки із зносостійкого сплаву в основний метал підкладки, покращує дифузійні умови ліквіруючих домішок в металі, що в сукупності обумовлює високу міцність зварного з'єднання: твердий сплав-стальна підкладка. Використовування як цільова добавка ренію, танталу, ванадію і міді в сукупності з активним продуктом на основі карбіду вольфраму (нікелю і кобальту), із заданим їх співвідношенням в мас. %, дозволило створити ряд зносостійких сплавів з ідентично високими ливарними властивостями, жароміцністю, корозійностійкостю і забезпечити оптимальне розтікання сплаву, при його приварюванні. Проте ці сплави мають різні експлуатаційні характеристики, залежні від кількості зв'язуючої (Ni-Co) фази. Приклад Зносостійкий сплав переважно для формування зносостійкої поверхні одержують таким чином. Для отримання зносостійкого сплаву переважно для формування зносостійкого покриття, спочатку беруть компоненти для отримання активного продукту на основі компонентів твердого сплаву що містить, вольфрам, карбід , кобальт і нікель і, компоненти для отримання цільової добавки з групи перехідних металів, що містить реній, тантал, ванадій і мідь при наступному співвідношенні компонентів, в мас. %: Активний продукт 91-96,5 Цільова добавка 3,5-9,0. При цьому активний продукт на основі компонентів твердого сплаву що містить, карбід вольфраму, кобальт і нікель, і компоненти цільової добавки що містить, реній, тантал, ванадій і мідь були узяті у наступному співвідношенні, в мас. %: Активний продукт: карбід вольфраму 80-90 кобальт 5-10 нікель 5-10. Цільова добавка: реній 0,5-3 тантал 1-3 ванадій 1-2,5 мідь 1-1,5. 5 82449 Підготовлені, згідно заданій рецептурі, компоненти у вигляді порошку перемішують. Одержану суміш закладають у форму, параметри якої задають залежно від форми готового виробу, який використовується при формуванні зносостійкого покриття. В даному випадку, форма узята для отримання виробу діаметром 15мм і висотою 3мм. Після чого суміш у формі пресують. Одержану спресовану заготівку, тобто таблетку звільняють від форми, сушать і на підкладці вводять в піч. Спікання заготівки виробляють при температурах (1320 - 1500)°С залежно від складу. В процесі отримання зносостійкого сплаву важливо дотримувати температурний режим і час витримки, якими задають зернистість сплаву. Легування зносостійкого сплаву міддю, кремнієм, ренієм і танталом дозволило підвищити стійкість сплаву проти утворення гарячих тріщин в 6 елементі при його приварюванні, виключити порушення металургійних зв'язків в електропровідному сплаві і сталевій поверхні і, за рахунок цього, забезпечити міцне утримання на оброблюваній поверхні елементів покриття працюючого в умовах інтенсивного ударно-абразивного зношування. Це дало можливість використовувати елементи з цього сплаву для формування зносостійкого покриття на робочій поверхні виробів, деталей машин, з метою підвищення терміну служби деталей машин, що контактують з середовищами, що містять абразив. Залежно від експлуатаційних властивостей одержаний ряд зносостійких сплавів, відмінних один від одного, кількістю зв'язуючої фази (Ni+Co) та співвідношенням компонентів в мас %, що наведений в таблиці, складеної за результатами контрольних їх випробувань. Таблиця № п/п 1 2 3 4 5 6 7 δ 9 Параметри зносостійкого сплаву Показники ефективності Кількість зв'язуючої Час роботи напла- Твердість Склад, марка Rbm, м фази (Ni+Co), (мас. вленого покриття, сплаву, HR A сплаву Па %) (днів) (WC+Ni+Co) 15 11 86,5 2200 Re+Ta+V+Cu (WC+Ni+Co) 10 8 87,5 2100 Re+Ta+V+Cu (WC+Ni+Co) 20 10,5 84 2000 Re+Ta+V+Cu (WC+Ni+Co) 12 7,5 86 2150 Re+Ta+V+Cu (WC+Ni+Co) 8 2,5 88,5 1900 Re+Ta+V+Cu (WC+Ni+Co) 6 1 89,5 1850 Re+Ta+V+Cu (WC+Ni+Co) 25 1,5 83,0 2000 Re+Ta+V+Cu (WC+Ni+Co) 6 1,5 89,5 1850 Re+Ta+V+Cu (WC+Ni+Co) 25 1 2000 Re+Ta+V+Cu Склад по про3 80 600 тотипу В ході випробувань одержаних зразків зносостійких сплавів встановлені області використовування для складів №1-5 зокрема: - зносостійкий сплав, згідно складу №1 може бути використаний для покриття деталей машин працюючих в умовах високих ударних і абразивних дій; - зносостійкий сплав, згідно складу №2 має високу ударну в'язкість і підвищену зносостійкість; Комп’ютерна в ерстка Т. Чепелев а Примітки міцне утримання висока стійкість міцне утримання висока стійкість підвищена крихкість наплавлення розтріскування наплавлення оплавлення вставки розтріскування наплавлення оплавлення наплавлення низькі міцність і зносостійкість - зносостійкий сплав, згідно складу №3 має підвищену ударну в'язкість і середню зносостійкість; - зносостійкий сплав, згідно складу №4 має високу ударну в'язкість і підвищену зносостійкість; - зносостійкий сплав, згідно складу №5 має низьку ударну в'язкість, але високу зносостійкість. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601