ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ

Предлагаемая полезная модель относится к области материалов для получения покрытий с применением сварочных процессов, а именно к порошковым проволокам для получения износостойких покрытий с использованием процесса электродуговой или газопламенной металлизации. Нанесение таких покрытий на детали машин осуществляется путем плавления проволоки в электрической сварочной дуге или газовом пламени, распыления потоком сжатого газа и осаждения частиц сплава на упрочняемую поверхность.
Порошковые проволоки, аналогичные по назначению предлагаемой, известны. К ним относится, в частности, проволока, описанная в статье Борисовой А.Л. с соавторами "Структура и свойства покрытий на основе феррохрома и ферроалюминия, полученных электродуговой металлизацией из порошковых проволок" в журнале "Автоматическая сварка", 1995, №6, с.3-6. Такая проволока состоит из стальной трубки-оболочки и сердечника (шихты), изготовленного из смеси компонентов: феррохрома высокоуглеродистого и ферроалюминия. Проволока изготавливается путем сворачивания ленты в трубку, засыпания в нее шихты и последующего волочения в фильерах до требуемого диаметра. Покрытия, полученные с использованием этой проволоки отличаются высокой твердостью и износостойкостью, что существенно повышает ресурс работы упрочненных деталей. Еще больший эффект дают проволоки, разработанные в более позднее время, например, проволока, описанная в статье Похмурского В.И. с соавторами «Порошковые проволоки систем FeCrB+Al и FeCr+Al+С для электродуговой металлизации» в журнале "Автоматическая сварка", 2002, №3, с.32-35).
В качестве прототипа нами принята «Порошковая проволока для дуговой металлизации», защищенная патентом на полезную модель №80378. Как и предлагаемая нами, она состоит из стальной оболочки и сердечника, в составе которого имеются феррохром, алюминий и ферротитан.
Так же как и прототип, предлагаемая порошковая проволока содержит стальную оболочку и сердечник, выполненный из шихты, в состав которой введены: феррохром высокоуглеродистый, алюминиевый порошок, ферротитан.
Задачей предлагаемой модели является расширение технологических возможностей проволоки для получения покрытий, в частности, за счет регулирования соотношения метастабильного аустенита и мартенсита в структуре покрытия, и, соответственно его твердости.
Указанная задача решается тем, что проволока состоит из стальной оболочки и сердечника, выполненного из шихты, включающей феррохром высокоуглеродистый, алюминиевый порошок, ферротитан, отличающаяся тем, что в состав шихты, из которой выполнен сердечник, дополнительно введен железный порошок, при следующем соотношении компонентов
(в мас.%):
феррохром высокоуглеродистый
10-15,
алюминиевый порошок
0,8-1,2,
ферротитан ФТи35С5
3-5,
железный порошок
1-3,
при этом масса сердечника составляет 14-20% по отношению к массе всей проволоки.
Также как и в прототипе состав предлагаемой проволоки обеспечивает получение покрытия, в структуре которого, кроме мартенсита и карбидов, имеется метастабильный аустенит, способный превращаться в мартенсит при микропластических деформациях, вызванных рабочим нагружением или предварительной обкаткой шариком или роликом.
В отличие от прототипа, предлагаемая порошковая проволока в составе сердечника содержит (в мас.%):
высокоуглеродистый феррохром марки FeCr…C90LSLP по ГОСТ 4757-91
10-15,
ферротитан марки ФТи35С5 по ГОСТ 4761-91
3-5
алюминиевый порошок ПА-3 по ГОСТ 6058-81
0,8-1,2.
Кроме этого, в состав сердечника введен железный порошок марки ПЖВ по ГОСТ 9849-86 в количестве 1-3%.
При этом высокоуглеродистый феррохром марки FeCr…C90LSLP по ГОСТ 4757-91 может быть заменен на феррохром высокоуглеродистый ФХ-800 по ГОСТ 4757-79, ферротитан марки ФТи35С5 может быть заменен на Фти70 (с соответствующим пересчетом по содержанию титана), а алюминиевый порошок ПА-3 по ГОСТ 6058-81 может быть заменен на АПВ по ТУ 48-5-152-78.
Массовая доля всего сердечника по отношению к массе всей проволоки (коэффициент заполнения) составляет 14-20%. Расширение диапазона коэффициента заполнения (отношения массы сердечника к массе всей проволоки) в сравнении с прототипом обусловлено необходимостью введения в состав сердечника железного порошка, а также регулирования концентраций остальных компонентов.
Достигаемый технический результат состоит в том, что предлагаемая проволока за счет варьирования содержания компонентов в заданных пределах позволяет регулировать твердость напыленных покрытий в пределах от 30 до 55 единиц по шкале Роквелла, что обеспечивает более высокие потребительские свойства проволоки для получении износостойких покрытий в зависимости от требований потребителей. Так, например, при содержании железного порошка 1% возможно получить максимальную твердость покрытия до 55 единиц по шкале Роквелла. При максимальном содержании железного порошка 3% возможно получить минимальную твердость покрытия около 30 единиц по шкале Роквелла, что обеспечивает лучшую обрабатываемость резанием напыленных покрытий.