Состав шихты для наплавки

(51)5 В 23 К 35 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКО ВИДЕТЕЛ ЬСТВ вод та Недостатком изве высокая температура вие чего в биметаллич блюдается значител основнометалла и р сплава м аллом осно сокой скорости криста ная ванна не всегда является вследстнении наавлениетвердого ввиду вы- плавлен- олностью стнои шихты плавления, еском соеди ьное проп азбавление вы, а также ллизации на успевает и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-производственное обьединение по технологии машиностроения для животноводства и кормопроизводства "РостНИИТМ"(56) Авторское свидетельство СССР В 583898, кл. В 23 К 35/36, 1976.Авторское свидетельство СССР М 532498, кл. В 23 К 35/36, 1975. Изобретение относится к области сваочного производства, в частности к составу шихты для индукционной наплавки, и может ыть использовано для наплавки быстро изашиваемых поверхностей рабочих органов ельскохозяйственных машин.Известна шихта для наплавки, содержащая следующие компоненты, мас.:ферротитан 2,5 - 3Силикокальций 1,8 - 2,1 Железный порошок 30-34 Карбид бора 1 - 1,3 Феррохром Остальное(54) СОСТАВ ШИХТЫ ДЛЯ НАПЛАВКИ (57) Использование; индукционная наплавка. Сущность изобретения; состав содержит, мас.ф: флюс на основе боросодержащих компонентов 1 - 2; карбид бора 2-6; твердый сплав - основа; сил и коба рий 0,3 - 1,5. В ведение в состав силикобария обеспечивает получение высокодисперсной заэвтектической структуры, состоящей из карбобориднойэвтектики и избыточных карбидов и боридов хрома.2 табл. дегазироваться, что при ит к дефек м наплавленного слоя.Наиболее близкой к предполагаемому составу по технической сущности достигаемого эффекта является шихта для наплавки, содержащая следующие компоненты, мас.%:Твердый сплав 77 - 87,5 Борный ангидрид 5,2 - 11,1 Бура 5 - 5,4Силикокальций 1,5-1,8 Карбид бора 0,5-5 При наплавке известной шихтой происходит выгорание углерода и легирующих элементов и чрезмерное разбавление наплавленного металла металлом основы, что приводит к развитию в наплавленном металле структурных зон, обладающих пониженными механическими свойствами, а также недостаточная износостойкость, т,е. при наплавке на детали, изготовленные их углеродистых легированных сталей, подвергаемые последующей термической обработке, в результате чего не достигается эффект самозатачивания биметаллического развития рабочих органов сельхозмашин, что снижает их долговечность в работе. В условиях эксплуатации срок службы такого биметаллического лезвия повышается не более чем в 2,5 раза в сравнении с вариантом без наплавки, что недостаточно при все возрастающих требованиях к надежности и долговечности рабочих органов сельскохозяйственных машин.Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. повышение износостойкости и динамической прочности наплавленного биметаллического лезвия.Эта цель достигается тем, что в шихту для наплавки, содержащую флюс на основе боросодержащих компонентов, карбид бора и твердый сплав, дополнительно вводят силикобарий при следующем соотношении компонентов, мас. ф :Флюс на основеборосодержащихкомпонентов 1 - 2Карбид бора 2 - 6Твердый сплав . Основа Силикобарий 0,3-1,5 Известно, что барий в виде силикобария используется в литейном производстве как раскислитель стали.Однако проведенные исследования в области индукционной наплавки позволили использовать силикобарий в шихте не только как раскислитель по своему прямому назначению, но и как элемент, который при введении в шихту дал возможность уменьшить охрупчивание наплавленного слоя, а также для повышения удароустойчивости. Барий при введении в шихту в виде силикобария легирует наплавленный слой. При температуре 1200 С образуется химическое содержание ВаС 2. При совместном введении в шихту для наплавки карбида бора и силикобария в процентном соотношении, указанном в формуле изобретения, происходят химические реакции (барий, полученный из (1), реагирует с карбидом бора): В 4 С+ ВаЯ +502 = 502+ Ва+2 В 20 з+ С 02(1)Ва+ В 4 С = ВаС 2+ В (2) Ва+ 1/2 В 4 С = ВаВ 2+ 1/2 С (3) Ва+ 1/ЗВ 4 С = 2/ЗВаВ 2+ 1/ЗВаСг (4) Реакции (1,3,4) происходят с выделением свободной энергии Гиббса от 1124 до 2450 кДж/кг,Совместное введение в шихту карбида бора и силикобария позволило уменьшить охрупчивание наплавленного металла, повысить износостойкость, твердость и удароустойчивость, за счет образования ВаС 2,ВаВъ РеВ, ГезВ.Металлографическими исследованиями5 отмечено тонкое дендритное строение эвтектоид пластинчатый и трооститообразный, междендритные пространствазаполнены эвтектикой тонкого строения ввиде колоний, имеются небольшие поля10 структурно-свободного цемента. Вторичный цементит отсутствует. Существованиекарбида бария как самостоятельной фазынами не обнаружено, Однако введение бария позволило получить пластичный наплав 15 ленный слой с измельченной структуройзерна, не давая возможности выкрашиватьсячастицами карбида бора.Из всех исследованных легирующих имодифицирующих элементов барий наибо 20 лее эффективно повышает удароустойчивость. Коэффициент относительнойизносостойкости также значительно повышается и достигает 3,80.Сравнение заявляемого решения с из 25 вестными позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "Существенныеотличия".Следовательно, при введении бария визвестную шихту дало возможность пол 30 учить шихту для наплавки рабочих органовсельскохозяйственных машин, работающихв условиях абразивного износа и испытывающие ударные нагрузки,Пример конкретного осуществления,35 В лабораторных условиях НИИТМа была приготовлена шихта из порошковых материалов грануляций 0,2 мм, содержащая,мас о Флюс на основе40 боросодержащихкомпонентов 1,5Карбид бора 4,0Твердый сплав 93,7Силикобарий 0,845 В качестве силикобария взят силикобарий выпускаемый по ТУ-146-6-73, содержащий, мас.ф :Барий , 35Железо 550 Алюминий 2Углерод 0,5Фосфор 0,04Кремний Остальное 55 В качестве твердого сплава взят высоколегированный сплав ПГ-С 27 ГОСТ 21448- 75, карбит бора в соответствии с ТУ-4260-10-84,В качестве флюса в шихту введена метаборная кислота НВОСУ.1764912 Таблица 1 Смесь порошков перемешивали в лабораторном смесителе в течении 15 мин для получения однородной шихты для наплавки.Аналогично были получены еще 4 состава заявляемой шихты с различным содержанием компонентов и состав по прототипу. В табл,1 представлены составы испытываемых наплавочных шихт.Каждый из приготовленных составов шихты был наплавлен на плоские образцы из стали марки ст.3 размерами 60 х 25 х 4 мм в одновитковом петлевом индукторе высокочастотной установки В 4 И/0,44, Высота наплавленного слоя составляла 1,1 - 1,2 мм, Каждым из приготовленных составов наплавлено по 10 образцов.Наплавленные образцы подвергались сравнительным испытанием по следующим показателям:твердость по НВСэ, определялась в соответствии с ГОСТ 9613-59;относительная износостойкость (Е) наплавленных сплавов, определялась на машине Х 4-Б в соответствии с ГОСТ 17367-71;склонность наплавленного сплава к хрупкому разрушению определялась по потере массы образца в соответствии с методикой, разработанной Ростовским-на-Дону НИИТМом.Сущность методики заключается в том, что на вертикально установленный, наплавленный и заточенный под определенным углом образец наносится серия ударов свободно падающего бойка, сила ударов которого остается постоянной в течении всего цикла испытаний. Склонность твердого сплава к хрупкому разрушению определяется по потере массы образца после определенного количества ударов бойка по лезвию образца,В табл,2 представлены результаты сравнения свойств предлагаемой и известной шихты. Из табл.2 видно, что введение в составшихты силикобария 0,3 - 1,5 мас.позволяет значительно повыситьтвердость относительную износостойкость и удароустойчивость.5 Содержание силикобария менее 0,3мас,ф не обеспечивает существенного улучшения прочности свойства, а увеличение содержания силикобария более 1,5 мас,приводит к повышению хрупкости 10 наплавленного сплава, что делает затруднительным последующую механическую обработку его и отрицательно влияет на эксплуатационные характеристики наплавленных рабочих органов сельхозмашин, 15 Таким образом, использование предлагаемой шихты позволяет значительно повысить твердость, износостойкость и удароустойчивость наплавленного сплава, в результате чего обеспечивается самозата чивание упрочненного лезвия и увеличениясрока службы деталей, изготовленных из термообрабатываемой качественной стали,в 3 - 4 раза.Предлагаемая шихта прошла лабора торные и стендовые испытания и намечается к внедрению на ПО "Красный Аксай" для индукционной наплавки стрельчатых и односторонних лап культиваторов. 30 Формула изобретенияСостав шихты для наплавки, содержащий флюс нэ основе боросодержащих компонентов, карбид бора и твердый сплав, о тл ича ю щи йс я тем, что, с целью повыше ния износостойкости, твердости и удароустойчивости наплавленного слоя, он содержит дополнительно силикобарий при следующем соотношении компонентов; мэс. ;Флюс на основе40 боросодержащихкомпонентов 1 - 2Карбид бора 2 - 6Силикобарий 0,3-1,5 Твердый сплав ОстальноеПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж ул, Гагарина, 1 Тираж. Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5