Порошки-смеси ПС-85КХ(WC)+15Х20Н80 в Минске

Порошок-смесь ПС-85КХ(WC)+15Х20Н80 — наплавка композиционных покрытий с карбидом вольфрама

Порошок-смесь ПС-85КХ(WC)+15Х20Н80 — это механическая смесь двух компонентов: 85 % карбида хрома с добавлением карбида вольфрама (КХ(WC)) и 15 % никель-хромового сплава Х20Н80. Материал предназначен для газопламенного и плазменно-порошкового напыления, а также для лазерной наплавки, формирующих износостойкие композиционные покрытия с высокой твердостью и сопротивлением абразивному изнашиванию.

Состав и структура покрытия

Основу смеси составляет карбид хрома CrC с частичной заменой карбидом вольфрама WC. Такое сочетание обеспечивает двухкарбидную структуру покрытия: твердые зерна CrC и WC, распределенные в пластичной матрице из нихрома Х20Н80. Матрица выполняет функцию связки, компенсирующей термические напряжения и удерживающей карбидные частицы при ударных нагрузках.

Содержание 15 % Х20Н80 (нихром, 20 % Cr, 80 % Ni) оптимизирует баланс между твердостью и трещиностойкостью. Покрытия, полученные из ПС-85КХ(WC)+15Х20Н80, характеризуются твердостью в диапазоне 58–64 HRC, что сопоставимо с твердосплавными наплавками, но при меньшей склонности к отслаиванию при циклических нагрузках.

Технологические параметры нанесения

Рекомендуемый гранулометрический состав смеси — фракция 40–160 мкм для газопламенного напыления и 40–100 мкм для плазменного. Температура плавления матрицы Х20Н80 составляет 1400–1450 C, что позволяет наносить покрытие без оплавления карбидных зерен. При газопламенном напылении с последующим оплавлением температура подогрева детали не должна превышать 1050 C во избежание растворения WC в матрице.

Для плазменно-порошковой наплавки рекомендуемая сила тока — 120–180 А, дистанция напыления — 120–180 мм. Скорость перемещения горелки подбирается из расчета формирования слоя толщиной 0,5–2,0 мм за один проход. Лазерная наплавка выполняется при плотности мощности 10–10 Вт/см со скоростью сканирования 5–15 мм/с.

Эксплуатационные характеристики

Покрытия на основе ПС-85КХ(WC)+15Х20Н80 сохраняют работоспособность при температурах до 800 C. Карбид хрома обеспечивает стойкость к окислению и горячей газовой абразии, а карбид вольфрама повышает сопротивление низкотемпературному абразивному изнашиванию. Коэффициент трения по стали в паре со смазкой составляет 0,08–0,12.

Материал применяется для защиты деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного износа, газоабразивной эрозии и умеренных ударных нагрузок. Типовые области использования:

• наплавка рабочих органов землеройной техники — зубья ковшей, ножи грейдеров, коронки рыхлителей;
• восстановление валов насосов, перекачивающих абразивные пульпы и гидросмеси;
• защита лопаток дымососов и вентиляторов систем пылеудаления;
• упрочнение шнеков экструдеров и смесительного оборудования;
• наплавка седел и клапанов запорной арматуры, работающей при повышенных температурах.

Сравнение с альтернативными составами

Параметр	ПС-85КХ(WC)+15Х20Н80	ПС-85КХ+15Х20Н80	ПГ-СР4
Твердость покрытия, HRC	58–64	55–60	45–52
Макс. рабочая температура, C	800	850	600
Стойкость к абразивному износу (отн.)	1,0	0,85	0,5
Трещиностойкость	высокая	средняя	низкая

Введение WC в состав КХ повышает абразивную стойкость на 15–20 % по сравнению с чистым CrC при незначительном снижении максимальной рабочей температуры. По сравнению с самофлюсующимися сплавами типа ПГ-СР4, покрытия ПС-85КХ(WC)+15Х20Н80 обеспечивают вдвое большую износостойкость, но требуют более тщательной подготовки поверхности и контроля температурного режима наплавки.

Условия применения и ограничения

Порошок-смесь ПС-85КХ(WC)+15Х20Н80 поставляется в герметичной упаковке, предохраняющей от увлажнения и окисления. Перед использованием рекомендуется прокалка при температуре 100–120 C в течение 1–2 часов. Хранение — в сухом помещении при относительной влажности не более 60 %.

Ограничением является склонность к образованию пор при напылении на влажную или окисленную поверхность. Требуется пескоструйная обработка до степени Sa 2,5 и подогрев детали до 150–250 C перед напылением. При наплавке на углеродистые стали необходимо нанесение подслоя из никелевого сплава толщиной 0,1–0,2 мм для предотвращения диффузии углерода.

Вопросы и ответы

Какая фракция порошка оптимальна для плазменного напыления?

Для плазменно-порошкового напыления рекомендуется фракция 40–100 мкм. Более крупные частицы 100–160 мкм применяются при газопламенном напылении с оплавлением, где требуется большая толщина единичного слоя.

Можно ли наносить покрытие на детали из нержавеющей стали?

Да, нанесение возможно, но требуется предварительный подогрев до 200–300 C и контроль скорости охлаждения для предотвращения образования трещин в зоне термического влияния. Подслой из чистого никеля не требуется.

Какова максимальная толщина покрытия за один проход?

При плазменной наплавке толщина единичного слоя составляет 0,5–1,5 мм, при газопламенном напылении с оплавлением — до 2,0 мм. Для больших толщин требуется многослойное нанесение с промежуточным охлаждением.

Чем отличается ПС-85КХ(WC)+15Х20Н80 от ПС-85КХ+15Х20Н80?

Отличие заключается в частичной замене карбида хрома на карбид вольфрама. Это повышает абразивную стойкость на 15–20 %, но снижает максимальную рабочую температуру с 850 C до 800 C из-за меньшей термостойкости WC.