Электроды из кобальтового сплава PolyStel 1: состав и назначение
Электрод из кобальтового сплава PolyStel 1 — это сварочный материал на основе кобальта, легированный хромом и вольфрамом, предназначенный для наплавки деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного износа, ударных нагрузок и повышенных температур. По химическому составу и эксплуатационным характеристикам PolyStel 1 соответствует зарубежным аналогам группы CoCrW, применяемым для восстановления и упрочнения поверхностей методом дуговой наплавки.
Микроструктура наплавленного металла формируется за счет карбидов хрома и вольфрама, равномерно распределенных в аустенитно-карбидной матрице. Такая структура обеспечивает сочетание высокой твердости (до 54–58 HRC в состоянии после наплавки) с достаточной вязкостью, что позволяет эксплуатировать упрочненные узлы при знакопеременных нагрузках без сколов и выкрашивания кромок.
Технологические особенности наплавки
Электроды PolyStel 1 предназначены для ручной дуговой наплавки на постоянном токе обратной полярности (DC+). Рекомендуемый сварочный ток — 120–220 А в зависимости от диаметра электрода. Наплавку следует выполнять короткой дугой с минимальным проплавлением основного металла, чтобы избежать разбавления наплавленного слоя и сохранить его исходные свойства.
Перед наплавкой поверхность детали необходимо очистить от окалины, масла и влаги. Для снижения термических напряжений рекомендуется предварительный подогрев изделия до 300–400 C, особенно при наплавке на высокоуглеродистые и легированные стали. После наплавки охлаждение должно быть медленным — в печи или под слоем теплоизоляционного материала.
Наплавленный слой поддается механической обработке только шлифованием; точение и фрезерование затруднены из-за высокой твердости и наличия карбидной фазы.
Химический состав наплавленного металла
| Элемент | Содержание, % | Роль в сплаве | Влияние на свойства | Типичное значение |
|---|---|---|---|---|
| Co | Основа | Матрица | Жаропрочность, коррозионная стойкость | ~60 |
| Cr | 26–30 | Карбидообразователь | Твердость, окалиностойкость | 28 |
| W | 4–6 | Карбидообразователь | Красностойкость, износостойкость | 5 |
| C | 0,9–1,4 | Карбидная фаза | Твердость, хрупкость | 1,1 |
| Si | 1,5 | Раскислитель | Плотность шва | 1,0 |
| Fe | 3,0 | Примесь | Снижение чистоты сплава | 2,0 |
Применение в промышленности
Электроды PolyStel 1 используются для наплавки и восстановления деталей горнодобывающего, цементного и металлургического оборудования, работающих в условиях интенсивного абразивного и ударно-абразивного износа при температурах до 650 C.
- Рабочие органы дробилок: брони, конусы, била, молотки
- Лопасти и корпуса шнековых питателей, смесителей
- Ковши экскаваторов и зубья ковшей
- Направляющие и ролики рольгангов металлургических станов
- Клапаны и седла клапанов горячего газового тракта
- Ножи и ножевые головки для резки горячего металла
В цементной отрасли PolyStel 1 применяется для наплавки конусов и обечаек валковых прессов, а также лопастей динамических сепараторов. В энергетике электроды востребованы для упрочнения деталей золоуловителей и систем пылеподачи, где абразивный износ сочетается с воздействием температуры.
Преимущества перед никелевыми и железными наплавками
По сравнению с наплавками на железной основе PolyStel 1 демонстрирует значительно более высокую красностойкость — способность сохранять твердость при нагреве до 600–650 C. Железные наплавки при таких температурах разупрочняются, тогда как кобальтовая матрица сохраняет карбидную фазу стабильной.
В отличие от никелевых сплавов, кобальтовая основа обеспечивает лучшую стойкость к ударным нагрузкам при сопоставимой твердости. Это делает PolyStel 1 предпочтительным выбором для деталей, испытывающих одновременное воздействие удара и абразива, например, молотков дробилок и зубьев ковшей.
Вопросы и ответы
Какая твердость достигается при наплавке электродами PolyStel 1?
Твердость наплавленного металла в состоянии после наплавки составляет 52–58 HRC. Точное значение зависит от режима сварки и степени разбавления основным металлом.
Требуется ли предварительный подогрев перед наплавкой?
Да, для деталей из углеродистых и низколегированных сталей рекомендуется подогрев до 300–400 C. Это снижает риск образования трещин в зоне термического влияния.
Можно ли наплавлять PolyStel 1 на нержавеющую сталь?
Да, наплавка на аустенитные нержавеющие стали возможна, однако требуется контроль температуры межслойного нагрева, чтобы избежать перегрева и образования горячих трещин.
Каким током выполняется наплавка?
Рекомендуется постоянный ток обратной полярности (DC+). Для электродов диаметром 3,2 мм — 100–140 А, для диаметра 4,0 мм — 140–200 А, для 5,0 мм — 180–240 А.
