Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Электроды из кобальтового сплава Stellite 20: наплавка для экстремальных условий
Электроды из кобальтового сплава Stellite 20 — это специализированный сварочный материал для аргонодуговой наплавки (GTAW) и плазменной наплавки, предназначенный для формирования износостойких покрытий на деталях, работающих в условиях интенсивного абразивного, эрозионного и коррозионного воздействия при повышенных температурах. Сплав Stellite 20 относится к группе кобальт-хром-вольфрамовых литых сплавов с высоким содержанием углерода и бора, что обеспечивает формирование плотной карбидной структуры в наплавленном металле.
Химический состав Stellite 20 характеризуется содержанием хрома на уровне 31–35%, вольфрама 16–19%, углерода 2,2–2,8% и бора до 2,5%. Такое легирование обеспечивает твердость наплавленного металла в диапазоне 54–62 HRC в зависимости от режимов наплавки и количества проходов. Структура сплава состоит из карбидов вольфрама и хрома, распределенных в кобальтовой матрице, что придает покрытию исключительную стойкость к абразивному изнашиванию и металло-металлическому контакту.
Технологические особенности наплавки
Наплавка электродами Stellite 20 требует предварительного подогрева изделия до температуры 400–600 C для снижения термических напряжений и предотвращения образования трещин в зоне термического влияния. Рекомендуемый ток наплавки — 150–250 А при постоянном токе прямой полярности (DCEN). Скорость наплавки должна быть минимальной для обеспечения равномерного перемешивания основного и наплавленного металла. После завершения процесса рекомендуется медленное охлаждение в термостате или под слоем теплоизоляционного материала.
Типичные режимы наплавки для электродов диаметром 4,0 мм:
- Сварочный ток — 160–200 А
- Напряжение дуги — 24–28 В
- Скорость наплавки — 8–12 см/мин
- Температура предварительного подогрева — 450–550 C
- Межпроходная температура — не ниже 350 C
Применение в промышленности
Электроды Stellite 20 применяются для наплавки деталей, эксплуатирующихся в условиях одновременного воздействия абразивного износа, коррозии и повышенных температур. Основные области использования:
- Запорная арматура нефтегазовой отрасли — седла и затворы шаровых кранов, работающих при перепадах давления до 25 МПа
- Детали насосного оборудования — рабочие колеса, направляющие аппараты, уплотнительные кольца центробежных насосов
- Элементы бурового инструмента — долота, расширители, центраторы для бурения скважин
- Детали паровых турбин — лопатки последних ступеней, работающие в зоне фазового перехода
- Шнеки и корпуса экструдеров для переработки абразивных полимерных материалов
Сравнение с другими марками Stellite
По сравнению с Stellite 6, сплав Stellite 20 имеет более высокую твердость и износостойкость за счет увеличенного содержания углерода и бора, однако уступает в ударной вязкости. Отличие от Stellite 21 заключается в отсутствии молибдена и повышенном содержании вольфрама, что делает Stellite 20 более предпочтительным для условий интенсивного абразивного изнашивания без значительных ударных нагрузок.
| Параметр | Stellite 20 | Stellite 6 | Stellite 21 | Stellite 12 |
|---|---|---|---|---|
| Твердость, HRC | 54–62 | 38–44 | 30–38 | 45–52 |
| Содержание Cr, % | 31–35 | 27–31 | 25–29 | 28–32 |
| Содержание W, % | 16–19 | 4–6 | — | 8–10 |
| Содержание C, % | 2,2–2,8 | 0,9–1,4 | 0,2–0,3 | 1,6–2,0 |
| Макс. рабочая температура, C | 800 | 650 | 750 | 700 |
Наплавленный металл Stellite 20 поддается механической обработке только шлифованием с применением алмазного инструмента. Токарная обработка твердосплавным инструментом возможна лишь в ограниченном объеме при использовании режущей керамики. При проектировании деталей с наплавкой Stellite 20 необходимо предусматривать припуск на финишную обработку в пределах 0,5–1,0 мм на сторону.
Электроды Stellite 20 поставляются диаметрами 2,4; 3,2 и 4,0 мм, длиной 350 мм. Хранение должно осуществляться в сухом отапливаемом помещении при относительной влажности не более 60%. Перед использованием рекомендуется прокалка электродов при температуре 200–250 C в течение 1–2 часов для удаления адсорбированной влаги.
Вопросы и ответы
Какие основные преимущества Stellite 20 перед другими кобальтовыми сплавами?
Stellite 20 обеспечивает максимальную твердость среди сплавов группы Stellite — до 62 HRC, что достигается за счет повышенного содержания углерода и бора. Это делает его оптимальным выбором для условий интенсивного абразивного изнашивания при температурах до 800 C.
Требуется ли предварительный подогрев при наплавке Stellite 20?
Да, обязателен предварительный подогрев до 400–600 C. Это необходимо для снижения термических напряжений и предотвращения образования холодных трещин в зоне термического влияния, особенно при наплавке на высокоуглеродистые и легированные стали.
Каким инструментом обрабатывается наплавленный слой Stellite 20?
Наплавленный металл обрабатывается преимущественно шлифованием алмазными кругами. При необходимости точения применяются режущие керамические пластины при пониженных режимах резания. Рекомендуемый припуск на обработку — 0,5–1,0 мм на сторону.
Для каких узлов оборудования наиболее целесообразно применение Stellite 20?
Наиболее эффективно применение Stellite 20 для наплавки седел и затворов запорной арматуры, рабочих колес насосов, деталей бурового инструмента и элементов паровых турбин, работающих в условиях абразивного износа и коррозионной среды при повышенных температурах.