Композиционный сплав

(23) Приоритет Опубликовано 07. 01. 83, Бюллетень 1 Дата опубликования описания 07.01.83 в аелзн изобретений и открытий(54) КОИПОЗИЦИОННЫй СПЛДВ 1Йзобретение относится к области сварки, в частности к стыкошлаковой наплавке износостойкими материалами горнорежущего инструмента, преимущественно зубьев ковшей экскаваторов,5Горнорежущий 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- т 5 нием режущей части зуба стыкошлаковой наплавкой из специальных высокохромистых чугунов.Известен 1 композиционный сплав, содержащий 92-97/ карбида вольФрама 2 о и сплава-матрицы, содержащего следующие компоненты, вес. г:Углерод0,3-1Кремний 155 Бор 1,5-4,5Хром 12-17Железо до 10Никель ОстальноеОднако этот сплав дорог и не можетбыть использован в условиях ударныхнагрузок из-за присущей ему хрупкости.Известен композиционный сплав 1.2 ,содержащий карбид вольФрама 30-60 ь исплав-связку 40-707., Причем сплавсвязка (сплав-матрица) содержит следующие компоненты, вес. 4:Углерод 0,15-0,2Кремний 0,2-0,5Нарганец 0 5 1Хром 0,7-1,5Никель 0,5-1,5Молибден 0,8-1, 5Бор о,оо 2-о,оо 5Железо ОстальноеИзвестен сплав3 , содержащий следующие компоненты, вес. 3:,Углерод 3,0-3,5Кпемний 0,6-1,5986684 30-3)5 250,6-1,50,8-1,523 273,0-3,5 Химический состав матрицы, Ф Содержание карбида вольфрама в предла- гаемом Коэффициент относительНой износостой- кости Хром УглеКремнийЖелезо род материале 2,8 Осталь 0,8 0,9 3,1 ное 3,11 24,8 1,2 0,8 0,9 Осталь 3,1 ное 3 1.1 24,8 1,2 Осталь- . 5,8 0,8 0,9 3,1 ное Марганец 0,8-1,5 Хром 23-27Никель 3,0-3,5 Титан 0,6-1,0- Железо ОстальноеЭтот 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 износоц 19 стойкостью, особенно в условиях разра. ботки горных пород повышенной абразивности, например песчаников.Цель изобретения - увеличение изно. состойкости без снижения ударной вяз 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 карби" да вольфрама от всего веса материала, при следующем соотношении остальных компонентов, вес, 3:УглеродКремнийМарганецХромНикель 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- 1,0Железо ОстальноеИзносостойкость этому материалупридают твердые зерна карбида вольфрама, которые непосредственно контактируют с отделяемым (разделяемым) материалом. Совокупность остальных компонентов, в данном случае матрица,придает материалу необходимую ударнуювязкость и прочность,Предлагаемый материал для наплавки получают добавлением в расплав, образующийся во время наплавки стыкошлаковым способом инструмента электродомхимического состава матрицы предлагаемого материала, карбида вольфрама ввиде зерен, которые, обладая большойтвердостью, оседают в расплаве и концентрируются по поверхности формуемойкристаллизатором режущей кромки инструмента и в объеме последней. Зернакарбида 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 приведеныв таблице,щиеся у грани зерен карбида вольфрамаПоэтому наилучшее сочетание по показателям иэносостойкости, ударной вязкости и прочности имеет материал, содержащий 45 Ф карбида вольфрама.Инструмент, наплавленный предлагаемым материалом, дороже на 2-3 инструмента, наплавленного только ЭлектСоставитель Н. СоколоваТехред Е,Харитончик Корректор Е.Рошко Редактор Е. Хейфиц Тираж 1104 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 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. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сКроме того, предложенная матрица, ф 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 3,0-35 фрама и надежную связь их с матрицей.,О Кремний 0,6-1,5Предложенный композиционный мате- Иарганец О,8-1,5 риал значительно дешевле аналогичных Хром 23-27 по содержанию карбида вольфрама, так Никель 3,0-3 5 как содержит последнего на 20-40 Титан 0,6-1,0 меньше, чем в известных матерйалах З 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. й 408734, кл. В 23 К 35/30, 19732 в 2. Авторское свидетельство СССРУ 521100, кл. В 23 К 35/30, 1975Формула изобретения3. Авторское свидетельство СССРлоКомпозиционный сплав для наплавки заявке Мф 2392112/25-27 кл. В 23 К 35/30, преимущественно горнорежущего инстру (прототип).