Шихта наповнювача порошкового дроту для електродугового та плазмового нанесення покриттів

Шихта наповнювача порошкового дроту для електродугового та плазмового нанесення покриттів, що містить порошки ферохрому, сплаву алюміній-скандій, феромарганцю та заліза, яка відрізняється тим, що вона додатково містить порошки 3 ки марок 08кп або 08пс, згідно з ДЕСТ 503-81 або ДЕСТ 19851-74, з номінальним розміром 12 х 0,4 мм. Діаметр порошкового дроту 2,0-2,4 мм, коефіцієнт заповнення шихтою 30...32. Однак, покриття, отримане із даного дротяного матеріалу не має достатнього комплексу властивостей: зносостійкості і твердості, а головне міцності зчеплення покриття з основою, що й обумовило розробку даної корисної моделі. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалити склад шихти на основі ферохрому, алюміній-скандій, феромарганцю та заліза шляхом введення нових компонентів та їх нового співвідношення між собою, що забезпечує підвищення зносостійкості при сухім терті ковзанні, зменшення зносу при фретінгу, підвищення твердості та головне міцності зчеплення покриття з основою. Поставлена задача вирішується тим, що шихта наповнювача порошкового дроту для електродугового та плазмового нанесення покриттів, що містить порошок ферохрому, порошок алюмінійскандій (який містить 3 мас. % скандію), порошок феромарганцю та порошок заліза, згідно корисної моделі, додатково містить порошок ніалю (марка ПН70Ю30 згідно ТУ 14-3282-81) та порошок гексабориду лантану (марки ГЛ-1 розробки ВІРМ) з розміром частинок 40-100 мкм, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: ферохром марки ФХ850 або ФХ900 14...16 (ДЕСТ 4757-91) сплав алюміній-скандій марки АС97-3 13...15 (розробки ІПМ НАНУ) феромарганець марки ФМн88 (ДЕСТ 13...15 4755-91) ніаль марки ПН70Ю30 (ТУ 14-3282-81) 6...8 гексаборид лантану марки ГЛ-1 (розро4...6 бки ВІРМ) залізо марки ПЖР2 (ДЕСТ 9849-86) 40...50. Що до оболонки порошкового дроту, то використовується стрічка сталева, холоднокатана зі сталі марок 08кп або 08пс, особливо м'яку за ДЕСТ 503-81 або ДЕСТ 19851-74, з номінальним розміром 12 х 0,4 мм. 53886 4 Матеріали компонентів наступні: порошок ферохрому марок ФХ850 або ФХ900 за ДЕСТ 475791; порошок сплаву алюміній-скандій марки АС973 (ІПМ НАНУ); порошок феромарганцю марки ФМн88 за ДЕСТ 4755-91; порошок ніалю марки ПН70Ю30 за ТУ 14-3282-81; порошок гексабориду лантану марки ГЛ-1 (ВІРМ) та залізний порошок марки ПЖР2 за ДЕСТ 9849-86. Діаметр порошкового дроту 2,0-2,4 мм, коефіцієнт заповнення шихтою 30...32. Введення порошку ніалю підвищує зносостійкість, твердість та жаростійкість; впровадження гексабориду лантану зроблено вперше, він підвищує зносостійкість при сухим терти ковзанні на повітрі та значно підвищує зносостійкість при фретінгу, твердість та міцність зчеплення покриття з основою. Порошок шихти отримають способом механічного змішування порошків усіх компонентів. Розмір частинок складає 40... 100 мкм. До змішування проводиться підготовка феромарганцю та сплаву алюміній-скандій, шляхом подрібнення їх у спеціальних дробильниках та приладах, до отримання матеріалу із заданим розміром частинок. Покриття були нанесені на експериментальнодослідній установці електродугового напилення покриттів марки УСЭМ-2М та установці марки „Київ-7" з модернізованим плазмотроном, для надзвукового напилення. Випробування на інтенсивність зносу при фретінгу на повітрі проводились на машині тертя марки МФК-1 розробки КПЦА (Р = 20 5 МПа, f = 30 Гц, А = 0,1 мм, Т = 20 °С, N = 5-10 циклів) та при сухим терті ковзанні на повітрі на машині тертя марки СМЦ-2 (Р = 1 МПа, V = 0,5 м/с) за ДЕСТ 26614-85; твердість за Бринелем вимірювали на приладі ТШ-2М; міцність зчеплення з основою зі стали 55Г методом "конусного штифта" на розривній машині МР-5. Склад шихти для порошкового дроту, включає граничні та середні значення, а також значення які виходять за межі - інтенсивність зносу при фретінгу, міцність зчеплення покриття з основою та твердість покриття наведені у таблиці. 5 53886 6 Таблиця Фізико-механічні властивості покриттів №№ пп Склад шихти Ваговий склад компонентів, мас. % 1 Ферохром ФХ850 або ФХ900 Сплав алюміній-скандій АС97-3 Феромарганець ФМн88 Ніаль ПН70Ю30 Гексаборид лантану Залізо ПЖР2 Ферохром ФХ850 або ФХ900 Сплав алюміній-скандій АС97-3 Феромарганець ФМн88 Ніаль ПН70Ю30 Гексаборид лантану Залізо ПЖР2 Ферохром ФХ850 або ФХ900 Сплав алюміній-скандій АС97-3 Феромарганець ФМн88 Ніаль ПН70ЮЗО Гексаборид лантану Залізо ПЖР2 Ферохром ФХ850 або ФХ900 Сплав алюміній-скандій АС97-3 Феромарганець ФМн88 Ніаль ПН70Ю30 Гексаборид лантану Залізо ПЖР2 14 2 3 4 Граничні знаМіцність Твердість, Знос при фречення співвід- зчеплення НВ тінгу, мкм: ношення ком- покриття з Р=20 МПа, f= понентів основою зі 30Гц,А=0,1 сталі 55Г, мм, Т=20 °С, МПа N=5.105 цикл. Мінімальне 72...74 570...590 5,5 значення компонентів Знос при сухим терті ковзанні ( Р=1 МПа, V=0,5 м/с, Т=20 °С), мм3/1000м.см2 6,5 13 13 6 4 50 15 Середнє значення компонентів 75...77 600...620 5 6 Максимальне значення компонентів 78...80 630...650 4,5 5,5 Кількість компонентів менш мінімального значення 70...71 550-570 6 7 14 14 7 5 45 16 15 15 8 6 40 13 12 12 5 3 55 7 53886 8 Продовження таблиці №№ пп Склад шихти Ваговий склад компонентів, мас. % 5 Ферохром ФХ850 або ФХ900 Сплав алюміній-скандій АС97-3 Феромарганець ФМн88 Ніаль ПН70Ю30 Гексаборид лантану Залізо ПЖР2 Найближчий аналог 17 6 16 Граничні знаМіцність Твердість, Знос при фречення співвід- зчеплення НВ тінгу, мкм: ношення ком- покриття з Р=20 МПа, f= понентів основою зі 30Гц,А=0,1 мм, сталі 55Г, Т=20 °С, МПа N=5.105 цикл. Кількість 81...82 660-680 4 компонентів більш максимального значення Знос при сухим терті ковзанні ( Р=1 МПа, V=0,5 м/с, Т=20 °С), мм3/1000м.см2 5 16 9 7 45 62..70 Результати випробувань оброблялись згідно з ДЕСТ 23211-80. Даний матеріал має перевагу перед найближчим аналогом у тому, що його зносостійкість при зносу на фретінг у 1,55...2,0 разів вище, зносостійкість при сухим терті ковзанні на повітрі у 1,23...2,2 разів вище, твердість в 1,18... 1,48 разів вище та міцність зчеплення з основою в 1,14...1,29 разів вище, ніж у найближчому аналозі. У таблиці надані результати випробувань матеріалу на міцність зчеплення покриття з основою, Комп’ютерна верстка І.Скворцова 440...550 7...11 8...12 твердість, інтенсивність зносу при фретінгу та при сухим терті ковзанні на повітрі, якій має різни співвідношення компонентів у своєму складі, граничні і поза граничні співвідношення компонентів, а також найближчого аналога. Показано, що тільки у пропонованих співвідношеннях компонентів патентованого матеріалу, ми маємо підвищення вказаних властивостей у порівнянні з найближчим аналогом. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601