Кобальтовый наплавочный порошок Stellite 4 в Минске


Кобальтовый наплавочный порошок Stellite 4: состав, свойства и применение

Кобальтовый наплавочный порошок Stellite 4 — газо- или плазменно-напыляемый материал системы Co–Cr–W–C, предназначенный для формирования износостойких покрытий на деталях, работающих при одновременном действии абразивного изнашивания, ударных нагрузок и повышенных температур. В отличие от литых прутков Stellite 4, порошковая модификация обеспечивает равномерную микроструктуру покрытия без ликвационных зон и позволяет наносить слои толщиной от 0,3 до 6 мм на поверхности сложной геометрии.

Химический состав и структурные фазы

Порошок Stellite 4 соответствует системе Co–Cr–W–C с повышенным содержанием углерода относительно Stellite 6, что увеличивает объёмную долю карбидов. Основные элементы:

  • Кобальт — основа, обеспечивает сохранение твёрдости до 800 C
  • Хром — 30–32 %, формирует карбиды CrC и твёрдый раствор
  • Вольфрам — 13–15 %, образует карбиды WC и WC
  • Углерод — 2,2–2,7 %, определяет карбидную фазу
  • Никель, железо, кремний — примеси в пределах 1–3 %

Микроструктура покрытия — твёрдый кобальтовый раствор с эвтектикой и распределёнными карбидами хрома и вольфрама. Твёрдость наплавленного слоя — 45–52 HRC в состоянии после напыления, до 58 HRC после упрочняющей термической обработки.

Технологические параметры напыления

Порошок Stellite 4 применяется в процессах HVOF, плазменного напыления и лазерной наплавки. Гранулометрический состав — 15–45 мкм для HVOF, 45–106 мкм для плазменных методов. Напыление ведут на подложки из углеродистых и низколегированных сталей, а также на жаропрочные сплавы.

Метод напыленияФракция, мкмТолщина слоя, ммПористость, %Сцепление, МПа
HVOF15–450,3–1,50,5–1,570–90
Плазменное45–1060,5–3,02–540–60
Лазерная наплавка45–1500,5–6,00,1–0,5металлургическое

Эксплуатационные свойства покрытия

Наплавленный слой Stellite 4 сохраняет работоспособность в условиях гидроабразивной эрозии, ударно-абразивного износа и фреттинга. Ключевые параметры:

  • Твёрдость при 20 C — 45–52 HRC
  • Твёрдость при 600 C — 380–420 HV
  • Коэффициент трения по стали — 0,12–0,18
  • Жаростойкость без окалинообразования — до 750 C
  • Стойкость к сульфидной коррозии в средах нефтепереработки

Области применения

Порошок Stellite 4 востребован в узлах, где сочетаются абразив и удар:

  • Шнеки и корпуса экструдеров в производстве полимеров и керамики
  • Сёдла и затворы запорной арматуры нефтегазовых систем
  • Лопатки и уплотнения центробежных насосов горно-обогатительных комбинатов
  • Ножи и матрицы пресс-грануляторов комбикормовых заводов
  • Клапаны ДВС и детали выхлопных систем
  • Валки прокатных станов и направляющие клетей

Вопросы и ответы

Чем Stellite 4 отличается от Stellite 6?

Stellite 4 содержит больше углерода (2,2–2,7 % против 1,0–1,4 %) и вольфрама, что повышает твёрдость до 52 HRC и увеличивает стойкость к абразивному износу, но снижает ударную вязкость. Stellite 6 предпочтителен при преобладающих ударных нагрузках.

Какой метод напыления обеспечивает минимальную пористость?

Лазерная наплавка даёт пористость 0,1–0,5 % и металлургическое сцепление с подложкой. HVOF обеспечивает пористость 0,5–1,5 % при меньшем тепловом воздействии на деталь.

Требуется ли термообработка после напыления?

Для достижения максимальной твёрдости 58 HRC рекомендуется отпуск при 600–650 C в течение 1–2 часов. Без термообработки покрытие сохраняет 45–52 HRC.

Какова максимальная рабочая температура покрытия?

Без окалинообразования — до 750 C. При 800 C начинается интенсивное окисление кобальтовой матрицы, твёрдость снижается ниже 300 HV.