ПОРОШКОВЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА ДЛЯ СТУПЕНЕЙ ПОГРУЖНЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
POWDER MATERIAL BASED ON IRON FOR STAGES OF SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMPS

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковым материалам на основе железа, используемым для изготовления деталей, работающих в агрессивных средах, например ступеней (рабочих колес и направляющих аппаратов) погружных центробежных насосов для добычи нефти.
Известен порошковый коррозионно-стойкий материал на основе железа, содержащий углерод, никель, молибден, хром и медь, введенную методом инфильтрации, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
- Углерод - 0,1-0,3
- Никель - 10-15
- Молибден - 2-3
- Хром - 16-20
- Медь - 15-30
- Железо - Остальное
(см. патент РФ №2302477, МПК C22C 33/02, опубл. 10.07.2007)
Основным недостатком данного материала является наличие хрома, что требует использования в процессе спекания более высокой температуры и опасной водородной атмосферы. Кроме того, большое содержание легирующих элементов в составе данного материала существенно увеличивает его стоимость.
Известен порошковый коррозионно- и износостойкий материал на основе железа, предназначенный для изготовления ступеней (рабочих колес и направляющих аппаратов) погружных центробежных насосов, содержащий углерод, никель, молибден и медь, введенную методом инфильтрации, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
- Углерод - 0-1,5
- Никель - 0,5-15,0
- Молибден - 0-2,5
- Медь - 10,0-20,0
- Железо - Остальное
(см. патент РФ №2193115, МПК F04D 13/08, F04D 29/02, C22C 33/02, опубл. 20.11.2002). Данный материал выбран в качестве прототипа как материал того же назначения, обладающий наиболее близким составом к заявленному материалу.
Недостатком данного материала является использование меди для обеспечения минимальной остаточной пористости материала после спекания, поскольку медь в таком количестве не образует гомогенного соединения с основным материалом - железом, в результате чего после спекания образуется гетерогенная структура, не обеспечивающая необходимой гидроабразивной износостойкости, при этом прочность и твердость поверхности получаемого материала существенно не улучшаются и после применения дополнительных физико-химических способов упрочнения, например закалки, старения или азотирования.
Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, заключается в получении после спекания гомогенной структуры материала с низкой остаточной пористостью, что обеспечивает высокие характеристики по механической прочности и твердости материала, которые могут быть существенно улучшены после проведения дополнительных физико-химических способов упрочнения, например закалки, старения или азотирования.
Указанный технический результат достигается тем, что порошковый материал на основе железа для ступеней погружных центробежных насосов, содержащий углерод, никель и молибден, дополнительно содержит вольфрам при следующем соотношении компонентов, мас.%:
- Углерод - 0,1-0,9
- Никель - 6,0-26,0
- Молибден - 0,9-9,1
- Вольфрам - 0,06-2,75
- Железо - Остальное
Предложенные порошковые составы позволяют получить после спекания гомогенную структуру материала с низкой остаточной пористостью, что обеспечивает высокие характеристики по механической прочности и твердости материала, которые также могут быть улучшены после проведения дополнительных физико-химических способов упрочнения, например, закалки, старения или азотирования.