Кобальтовый наплавочный порошок ULTIMET в Минске


Кобальтовый наплавочный порошок ULTIMET: состав, свойства и области применения

Кобальтовый наплавочный порошок ULTIMET — это газоатомизированный сплав системы Co–Cr–W–Ni–C, предназначенный для нанесения износостойких покрытий методами лазерной наплавки, HVOF-напыления и плазменного напыления. В отличие от классических стеллитов, ULTIMET содержит никель в количестве 9–11 % и вольфрам 7–9 %, что обеспечивает сочетание высокой стойкости к абразивному износу и улучшенной пластичности. Сплав сохраняет твёрдость и коррозионную стойкость в условиях знакопеременных нагрузок и ударного нагружения.

Химический состав и структурные особенности

Основу сплава формирует кобальт — 50–55 %. Хром присутствует в диапазоне 26–28 % и обеспечивает формирование пассивной оксидной плёнки CrO. Углерод в количестве 0,05–0,15 % ограничивает рост карбидных фаз, что снижает склонность к образованию трещин при наплавке. Микроструктура представлена гранецентрированной кубической матрицей с равномерно распределёнными карбидами типа MC и MC.

  • Кобальт (Co) — основа, 50–55 %
  • Хром (Cr) — 26–28 %, коррозионная стойкость
  • Вольфрам (W) — 7–9 %, твёрдость при нагреве
  • Никель (Ni) — 9–11 %, пластичность матрицы
  • Углерод (C) — 0,05–0,15 %
  • Молибден (Mo) — 5–6 %, стойкость к питтингу

Технические характеристики наплавленного слоя

ПараметрЗначениеМетод наплавкиТолщина слояУсловия эксплуатации
Твёрдость38–44 HRCЛазерная0,5–3,0 ммАбразив + удар
Твёрдость42–48 HRCHVOF0,1–0,5 ммГазоабразивная эрозия
Пористость 1,0 %HVOF0,2–0,4 ммГидроабразив
Прочность сцепления 70 МПаПлазменная0,3–1,5 ммКоррозия + износ
Рабочая температурадо 800 CЛазерная1,0–3,0 ммГорячий газ

Технологические режимы нанесения

Лазерная наплавка порошком ULTIMET выполняется при мощности 1,5–3,0 кВт, скорости сканирования 400–1200 мм/мин и расходе порошка 8–25 г/мин. Дисперсность фракции — 45–106 мкм для лазерных систем и 15–45 мкм для HVOF. Подача осуществляется газом-носителем (аргон, азот) через коаксиальное или боковое сопло. Предварительный подогрев подложки до 200–300 C снижает градиент температур и предотвращает образование горячих трещин.

Области применения

  • Уплотнительные поверхности арматуры нефтегазового оборудования (задвижки, шаровые краны)
  • Лопатки и рабочие колёса центробежных компрессоров и дымососов
  • Шнеки и корпуса экструдеров в переработке полимеров с абразивными наполнителями
  • Седла и клапаны буровых насосов, работающие в среде бурового раствора
  • Валки прокатных станов и направляющие клетей в металлургии
  • Детали насосов химического производства, контактирующие с агрессивными средами

Преимущества перед аналогами

По сравнению со стеллитом Stellite 6, порошок ULTIMET демонстрирует на 20–30 % более высокую стойкость к ударным нагрузкам при сопоставимой абразивной стойкости. Никелевая составляющая повышает сопротивление образованию трещин при термоциклировании. Сплав совместим с подложками из углеродистых и низколегированных сталей, а также из нержавеющих марок 304, 316, 410. Наплавленный слой поддаётся механической обработке твердосплавным инструментом.

Вопросы и ответы

Какая фракция порошка ULTIMET оптимальна для лазерной наплавки?

Для лазерной наплавки применяется фракция 45–106 мкм. Для HVOF-напыления используется более мелкая фракция 15–45 мкм, обеспечивающая высокую скорость частиц и плотность покрытия.

Требуется ли предварительный подогрев детали перед наплавкой ULTIMET?

Да, подогрев до 200–300 C рекомендуется для снижения остаточных напряжений и предотвращения горячих трещин, особенно при наплавке на массивные детали из низколегированных сталей.

Какую твёрдость обеспечивает наплавленный слой ULTIMET?

Твёрдость наплавленного слоя составляет 38–48 HRC в зависимости от метода нанесения. Лазерная наплавка даёт 38–44 HRC, HVOF-напыление — 42–48 HRC.

Применяется ли ULTIMET для упрочнения деталей насосов?

Да, сплав используется для наплавки рабочих колёс, корпусов и уплотнительных колец насосов, перекачивающих абразивные суспензии и агрессивные жидкости в химической и горнодобывающей промышленности.