Самофлюсующиеся порошки в Минске

Самофлюсующиеся порошки для газотермического напыления и наплавки

Самофлюсующиеся порошки представляют собой композиции на основе никеля, кобальта или железа с добавлением бора и кремния, которые выполняют функцию флюсующих элементов. При нагреве до температур плавления (от 950 до 1150 C) бор и кремний образуют легкоплавкие эвтектики, обеспечивающие раскисление поверхности основы и удаление оксидных пленок. Это позволяет получать плотные, беспористые покрытия с металлургической связью с подложкой без применения отдельных флюсов.

Состав и гранулометрия

Химический состав порошков регламентируется ГОСТ 28377 и международными стандартами. Основные легирующие элементы хром (от 8 до 30 %), бор (от 1 до 4 %), кремний (от 2 до 5 %), углерод (от 0,3 до 1,2 %). Для повышения износостойкости в состав вводят карбиды вольфрама (WC) или хрома (CrC) в количестве от 20 до 60 % по массе. Гранулометрический состав подбирается под метод нанесения: для плазменного напыления фракция от 40 до 100 мкм, для наплавки от 50 до 200 мкм, для газопламенного напыления от 45 до 125 мкм.

Технологические свойства

Температура плавления порошков системы Ni-Cr-B-Si составляет от 980 до 1080 C, что ниже температуры плавления большинства конструкционных сталей. Это позволяет наносить покрытия без значительного термического воздействия на деталь. Твердость наплавленного слоя варьируется от 30 до 62 HRC в зависимости от марки. Коэффициент термического расширения покрытий близок к коэффициенту сталей, что минимизирует внутренние напряжения при охлаждении. Покрытия характеризуются высокой адгезией (от 80 до 120 МПа) и стойкостью к абразивному изнашиванию, кавитации и коррозии в агрессивных средах.

Применение в промышленности

Самофлюсующиеся порошки применяются для восстановления и упрочнения деталей, работающих в условиях интенсивного износа, высоких температур и коррозионных сред. Основные области использования:

• нефтегазовое оборудование насосные штанги, клапаны, седла, штуцера, буровые долота;
• энергетика лопатки паровых турбин, уплотнения, арматура котлов, детали горелочных устройств;
• химическое машиностроение запорная арматура, мешалки, корпуса насосов, работающие с агрессивными средами;
• металлургия ролики рольгангов, валки прокатных станов, ножи горячей резки;
• автомобильная промышленность распределительные валы, седла клапанов, детали топливной аппаратуры;
• горнодобывающее оборудование шнеки, лопасти смесителей, брони дробилок.

Методы нанесения

Нанесение самофлюсующихся покрытий выполняется методами газопламенного напыления с последующим оплавлением, плазменного напыления, детонационного напыления и лазерной наплавки. При газопламенном методе порошок подается в ацетилен-кислородное пламя, расплавляется и осаждается на поверхность, после чего производится оплавление при температуре от 1000 до 1100 C. Плазменное напыление обеспечивает более высокую скорость осаждения (от 4 до 8 кг/ч) и меньшую пористость покрытия. Лазерная наплавка позволяет локально наносить покрытия с минимальной зоной термического влияния.

Критерии выбора марки

Выбор конкретной марки порошка определяется условиями эксплуатации детали. Для деталей, работающих при температурах до 650 C, применяются никелевые порошки с хромом и бором. При температурах до 900 C используются кобальтовые композиции, сохраняющие твердость при нагреве. Для условий интенсивного абразивного износа применяются порошки с карбидными наполнителями. Твердость покрытия, стойкость к окислению и коррозионная стойкость зависят от соотношения легирующих элементов.

Контроль качества покрытий

Качество напыленных покрытий оценивается по плотности, пористости, адгезионной прочности и твердости. Пористость качественных покрытий не превышает 12 %. Контроль адгезии выполняется методом отрыва штифта или методом кольцевого среза. Металлографический анализ поперечных шлифов позволяет выявить дефекты на границе раздела покрытие-основа. Твердость измеряется по методу Роквелла или Виккерса в зависимости от толщины слоя. Для ответственных деталей выполняется ультразвуковой контроль на отсутствие отслоений и трещин.

Вопросы и ответы (FAQ)