Кобальтовая проволока Stellite 1: наплавочный материал для газоабразивного износа
Кобальтовая проволока Stellite 1 — это присадочный материал на основе кобальт-хром-вольфрамового сплава (CoCrW), предназначенный для газотермического напыления и наплавки поверхностей, работающих в условиях интенсивного абразивного износа, эрозии и высоких температур. Сплав относится к системе Co–Cr–W–C с высоким содержанием карбидов хрома и вольфрама, что обеспечивает твёрдость наплавленного слоя в диапазоне 48–58 HRC. Проволока выпускается диаметром от 1,2 до 4,0 мм и поставляется в мотках или на катушках для использования в плазменно-дуговой наплавке (PTA), лазерной наплавке и газопламенном напылении.
В отличие от никелевых и железных наплавочных сплавов, кобальтовая матрица Stellite 1 сохраняет механические свойства при нагреве до 800 C, а карбидная фаза (CrC, WC, CoWC) препятствует пластической деформации и выкрашиванию при ударных нагрузках. Именно поэтому проволока Stellite 1 применяется там, где требуется сочетание износостойкости и жаропрочности: в арматуре высокого давления, шнеках экструдеров, ножах горячей резки, седлах клапанов и уплотнительных поверхностях.
Технические характеристики проволоки Stellite 1
| Параметр | Значение | Единица | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Химический состав Co | основа | % | спектральный анализ | матрица сплава |
| Содержание Cr | 28,0–32,0 | % | рентгенофлуоресцентный | карбидообразующий |
| Содержание W | 11,0–14,0 | % | ICP-OES | упрочняющая фаза |
| Содержание C | 2,0–3,0 | % | combustion-анализ | карбиды Cr и W |
| Твёрдость наплавки | 48–58 | HRC | по Роквеллу | после наплавки |
| Диаметр проволоки | 1,2–4,0 | мм | микрометрия | по ТУ изготовителя |
| Рабочая температура | до 800 | C | испытания на износ | без потери свойств |
Области применения
- Наплавка седел и затворов запорной арматуры нефтегазового сортамента, работающей на средах с абразивными включениями.
- Упрочнение шнеков и цилиндров экструдеров переработки полимеров и резиновых смесей.
- Восстановление ножей горячей резки проката на металлургических станах.
- Наплавка уплотнительных поверхностей центробежных насосов, перекачивающих пульпу и шламы.
- Защита лопаток и корпусов дымососов, работающих в среде дымовых газов с твёрдыми частицами.
- Нанесение износостойких покрытий на буровые долота и элементы нефтепромыслового оборудования.
Технология наплавки
Проволока Stellite 1 применяется в процессах PTA (Plasma Transferred Arc), лазерной наплавки и газопламенного напыления с последующим оплавлением. При PTA-наплавке ток составляет 80–180 А, расход защитного газа (аргон) — 12–18 л/мин, дистанция наплавки — 8–15 мм. Для лазерной наплавки мощность излучения выбирается в диапазоне 1,5–3,0 кВт при скорости подачи проволоки 1,5–3,0 м/мин. Температура подложки перед наплавкой рекомендуется в пределах 200–400 C для снижения градиента напряжений и предотвращения трещинообразования.
Наплавленный слой Stellite 1 обладает высокой стойкостью к газоабразивному износу при скорости абразивных частиц до 80 м/с и к гидроабразивной эрозии в средах с pH от 2 до 12. В отличие от наплавочных материалов на никелевой основе, кобальтовая матрица менее склонна к схватыванию с ответными стальными поверхностями, что снижает риск задиров в парах трения «седло–затвор» и «шнек–цилиндр».
Вопросы и ответы
Чем проволока Stellite 1 отличается от Stellite 6?
Stellite 1 содержит больше углерода (2,0–3,0 % против 0,9–1,4 %) и вольфрама, что даёт более высокую твёрдость (48–58 HRC против 38–45 HRC) и лучшую стойкость к абразивному износу, но меньшую ударную вязкость. Stellite 6 предпочтителен при ударных нагрузках, Stellite 1 — при преобладающем абразивном износе.
При какой температуре сохраняется работоспособность наплавки Stellite 1?
Наплавленный слой сохраняет твёрдость и износостойкость при нагреве до 800 C. При более высоких температурах начинается интенсивное окисление и разупрочнение кобальтовой матрицы.
Можно ли наплавлять Stellite 1 на углеродистые стали?
Да, проволока совместима с углеродистыми и низколегированными сталями (например, 45, 40Х, 20Х13) при условии предварительного подогрева подложки до 200–400 C и последующего замедленного охлаждения для предотвращения трещин.
Какой диаметр проволоки выбрать для PTA-наплавки?
Для PTA-наплавки оптимален диаметр 1,6–2,4 мм. Проволока 3,0–4,0 мм применяется при газопламенном напылении и наплавке крупногабаритных деталей с большой площадью обработки.
