Наплавочные электроды Э-24Х12: состав, свойства и применение
Наплавочные электроды Э-24Х12 — это электроды для дуговой наплавки, формирующие на поверхности детали износостойкий слой из высокохромистой стали мартенситного класса. Химический состав наплавленного металла соответствует стали 24Х12 (аналог — 1.4720), где содержание хрома составляет 11,5–13,5 %, а углерода — 0,18–0,28 %. Такое сочетание обеспечивает твердость наплавленного слоя в пределах 35–45 HRC без термической обработки и до 50 HRC после отпуска.
Структура наплавленного металла — мартенсит с карбидами хрома, что определяет высокую стойкость к абразивному изнашиванию, ударным нагрузкам и умеренному нагреву. Электроды Э-24Х12 применяются для восстановления геометрии и упрочнения деталей, работающих в условиях интенсивного трения, циклических механических нагрузок и температур до 500 C.
Технологические особенности наплавки
Наплавка выполняется на постоянном токе обратной полярности (DC+). Рекомендуемый режим зависит от диаметра электрода:
- диаметр 3 мм — ток 90–120 А, напряжение 22–26 В;
- диаметр 4 мм — ток 130–170 А, напряжение 24–28 В;
- диаметр 5 мм — ток 180–220 А, напряжение 26–30 В.
Перед наплавкой поверхность детали очищается от загрязнений, масла и окалины. Для толстостенных деталей рекомендуется предварительный подогрев до 200–300 C, что снижает риск образования трещин в зоне термического влияния. Наплавку ведут короткой дугой, по возможности в нижнем положении; при многослойной наплавке каждый последующий валик наносится после остывания предыдущего до температуры не выше 150 C.
Свойства наплавленного металла
Твердость наплавленного слоя в состоянии после наплавки составляет 38–45 HRC. После отпуска при 600–650 C твердость может быть снижена до 28–32 HRC для улучшения обрабатываемости резанием, однако в большинстве случаев наплавка выполняется без последующей механообработки, поскольку слой хорошо шлифуется.
Коэффициент наплавки электродов Э-24Х12 — 8–10 г/(Ач), что обеспечивает производительность до 1,5 кг наплавленного металла в час при работе на рекомендуемых режимах. Расход электродов на 1 кг наплавленного металла — 1,6–1,8 кг с учетом огарков и потерь на разбрызгивание.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Твердость, HRC | 38–45 | ГОСТ 9013 | После наплавки | Без термообработки |
| Содержание Cr, % | 11,5–13,5 | Химический анализ | Наплавленный металл | Мартенситный класс |
| Содержание C, % | 0,18–0,28 | Химический анализ | Наплавленный металл | Обеспечивает закалку |
| Рабочая температура, C | до 500 | Эксплуатация | Постоянный нагрев | Кратковременно до 600 |
| Коэффициент наплавки, г/(Ач) | 8–10 | Расчетный | DC+ | Зависит от режима |
Промышленное применение
Электроды Э-24Х12 востребованы в горнодобывающей отрасли, металлургии, цементной промышленности и на предприятиях по переработке минерального сырья. Основные узлы, упрочняемые наплавкой:
- зубья ковшей экскаваторов и драглайнов;
- щеки и конуса дробилок, бронеплиты;
- рабочие органы шнековых питателей и смесителей;
- валки валковых мельниц и прессов;
- направляющие и ролики рольгангов прокатных станов;
- детали насосов для перекачки абразивных пульп.
Наплавленный слой Э-24Х12 эффективно сопротивляется абразивному изнашиванию при умеренных ударных нагрузках. Для условий с интенсивными ударами (например, молотки дробилок) рекомендуется предварительно наносить подкладочный слой из аустенитных электродов, что повышает трещиностойкость всей наплавочной композиции.
Сравнение с другими наплавочными материалами
По сравнению с электродами типа Э-10Х18Н9С (аустенитный класс) Э-24Х12 обеспечивает более высокую твердость и абразивную стойкость, но уступает в вязкости и устойчивости к сильным ударам. От электродов с карбидом бора (типа Э-70Х3СМТ) отличается меньшей твердостью (38–45 HRC против 55–60 HRC), но значительно лучшей обрабатываемостью и стойкостью к циклическим нагрузкам.
Выбор Э-24Х12 оправдан в случаях, когда требуется сочетание износостойкости с возможностью последующей механической обработки наплавленной поверхности, а также когда деталь испытывает умеренные ударные воздействия при температурах до 500 C.
Вопросы и ответы
Можно ли наплавлять электродами Э-24Х12 детали из углеродистых сталей?
Да, наплавка выполняется по углеродистым и низколегированным сталям. Для деталей с толщиной стенки более 20 мм рекомендуется предварительный подогрев до 200–300 C для предотвращения трещинообразования в зоне термического влияния.
Какая твердость достигается после наплавки без термообработки?
Твердость наплавленного металла в состоянии после наплавки составляет 38–45 HRC. При необходимости твердость можно повысить до 48–50 HRC последующим отпуском при 200–300 C.
Требуется ли механическая обработка наплавленной поверхности?
Наплавленный слой Э-24Х12 поддается шлифованию и точению твердосплавным инструментом. В большинстве применений наплавка выполняется с минимальным припуском, и деталь используется без дополнительной обработки.
Какие положения сварки допустимы при наплавке?
Оптимальное положение — нижнее. Наплавка в вертикальном и потолочном положениях возможна на пониженных токах (на 15–20 % ниже рекомендуемых), однако качество формирования слоя при этом снижается.
