Электроды из кобальтового сплава PolyStel 12: состав и назначение
Электрод из кобальтового сплава PolyStel 12 — это прутковый электрод для наплавки, предназначенный для восстановления и упрочнения деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного износа, ударных нагрузок и коррозионно-эрозионного воздействия. Материал относится к группе кобальт-хром-вольфрамовых сплавов, легированных дополнительно никелем и молибденом, что обеспечивает сбалансированное сочетание твердости и вязкости наплавленного металла.
Химический состав PolyStel 12 регламентирован производителем и соответствует типичным характеристикам сплавов системы Co–Cr–W. Содержание кобальта в наплавленном металле составляет не менее 55%, хрома — 28–32%, вольфрама — 4–6%. Такая композиция формирует карбидную фазу MC и MC, равномерно распределенную в аустенитной матрице. Твердость наплавки в состоянии после сварки достигает 42–47 HRC, при этом сплав сохраняет пластичность, исключающую образование трещин при ударно-абразивном нагружении.
Технологические особенности наплавки
Электроды PolyStel 12 применяются для дуговой наплавки постоянным током обратной полярности (DC+). Рекомендуемый сварочный ток — 120–180 А в зависимости от диаметра электрода. Наплавку выполняют короткими участками длиной 50–80 мм с обязательным проковыванием шва в горячем состоянии. Предварительный подогрев изделия до 300–400 C обязателен для деталей из высокоуглеродистых и легированных сталей, а также для наплавки на толстостенные узлы.
Наплавленный металл не склонен к образованию горячих трещин, однако при многослойной наплавке необходимо контролировать межслойную температуру, не допуская ее превышения выше 250 C. Охлаждение после наплавки — замедленное, в термостате или под слоем асбестового полотна. Механическая обработка наплавленной поверхности возможна только шлифованием с применением абразивных кругов на керамической связке.
Применение в промышленности
Электроды PolyStel 12 востребованы в отраслях, где оборудование подвергается комбинированному износу — абразивному истиранию в сочетании с ударными нагрузками и умеренным нагревом. Основные области применения:
- восстановление посадочных поверхностей и торцов клапанов двигателей внутреннего сгорания, в том числе судовых дизелей;
- наплавка седел и направляющих втулок клапанов компрессорного оборудования;
- упрочнение рабочих органов дробильно-размольного оборудования — бил, молотков, бронеплит;
- восстановление деталей насосного оборудования, работающих в абразивных средах;
- наплавка уплотнительных поверхностей арматуры трубопроводной — затворов, золотников, седел;
- ремонт штампового инструмента горячего деформирования.
Сплав устойчив к окислению при нагреве до 800 C, что позволяет применять его для узлов, работающих при повышенных температурах без потери твердости. Коррозионная стойкость в агрессивных средах — умеренная, достаточная для эксплуатации в условиях нефтехимического производства.
Сравнение с другими наплавочными материалами
По сравнению с никелевыми и железо-хромовыми наплавочными сплавами PolyStel 12 обеспечивает более высокую красностойкость и сопротивление абразивному износу при нагреве. Уступая по твердости твердосплавным материалам на основе карбида вольфрама, он выигрывает по ударной вязкости и обрабатываемости шлифованием.
| Параметр | PolyStel 12 | Сплав Co–Cr–W (аналог) | Никелевый сплав | Сталь наплавочная |
|---|---|---|---|---|
| Твердость, HRC | 42–47 | 40–45 | 35–40 | 50–60 |
| Рабочая температура, C | до 800 | до 750 | до 600 | до 450 |
| Ударная вязкость, Дж/см | 25–35 | 20–30 | 30–40 | 10–15 |
| Сопротивление абразивному износу | высокое | высокое | среднее | высокое |
Режимы и условия эксплуатации
Наплавленный слой PolyStel 12 эффективно работает при температурах от –50 до +800 C. При длительной эксплуатации выше 600 C возможно образование сигма-фазы, снижающей ударную вязкость, поэтому для высокотемпературных применений рекомендуется ограничивать толщину наплавки 3–5 мм. Оптимальная толщина наплавленного слоя — 2–6 мм в зависимости от условий изнашивания.
Электроды поставляются диаметрами 3,2 и 4,0 мм, длина — 350 мм. Перед применением электроды необходимо прокалить при температуре 250–300 C в течение 1–2 часов. Хранение — в сухом отапливаемом помещении при относительной влажности не более 60%.
Вопросы и ответы
Какие стали можно наплавлять электродами PolyStel 12?
Электроды пригодны для наплавки на углеродистые, низколегированные и нержавеющие стали, а также на чугун при условии предварительного подогрева до 350–400 C. Для высоколегированных сталей требуется подогрев до 400–450 C.
Требуется ли термическая обработка после наплавки?
Для большинства применений термическая обработка не требуется. При наплавке на ответственные детали рекомендуется отпуск при 550–600 C для снятия остаточных напряжений.
Какова стойкость наплавки к ударным нагрузкам?
Сплав PolyStel 12 сочетает твердость 42–47 HRC с ударной вязкостью 25–35 Дж/см, что обеспечивает стойкость к многократным ударным воздействиям без сколов и отслоений.
Можно ли выполнять наплавку в несколько слоев?
Допускается многослойная наплавка при контроле межслойной температуры не выше 250 C. Каждый последующий слой требует очистки предыдущего от шлака и окалины.
