Порошковые смеси ПС-Н85Ю15 + НХ17СР4 + железо: состав, свойства и применение
Порошковая смесь на основе никель-алюминиевого порошка ПС-Н85Ю15, никель-хромового порошка НХ17СР4 и железного порошка представляет собой многокомпонентную шихту для газотермического напыления и порошковой металлургии. Сочетание экзотермически реагирующей системы Ni–Al (ПС-Н85Ю15), жаростойкого никель-хромового компонента НХ17СР4 и железного наполнителя обеспечивает формирование покрытий и спечённых материалов с регулируемым коэффициентом термического расширения, повышенной стойкостью к высокотемпературной газовой коррозии и улучшенной обрабатываемостью.
Компонентный состав и функции
- ПС-Н85Ю15 — никель-алюминиевый порошок (85 % Ni, 15 % Al), экзотермический компонент; при нагреве выше 660 C инициирует реакцию Ni + Al с выделением тепла, обеспечивая схватывание покрытия с основой.
- НХ17СР4 — никель-хромовый порошок системы Ni–Cr–Si–B (17 % Cr, 4 % Si, бор), жаростойкий и износостойкий компонент, формирующий защитные оксидные плёнки CrO.
- Железо — порошок восстановленный (ПЖР) или распылённый (ПЖ), наполнитель, снижающий стоимость шихты и регулирующий КТР и магнитные характеристики.
Технологические параметры напыления
Смесь применяется в газопламенном, плазменном и детонационном напылении, а также в лазерной наплавке. Экзотермический эффект ПС-Н85Ю15 позволяет снизить мощность плазмотрона и повысить адгезию. Дисперсность фракций подбирается под метод: для плазмы — 40–100 мкм, для газопламенного — 63–160 мкм.
| Параметр | ПС-Н85Ю15 | НХ17СР4 | Железо ПЖР | Смесь (типовая) |
|---|---|---|---|---|
| Фракция, мкм | 40–100 | 45–106 | 63–160 | 50–125 |
| Насыпная плотность, г/см | 2,8–3,4 | 3,6–4,2 | 2,4–2,9 | 3,0–3,6 |
| Температура плавления, C | 1400–1450 | 1050–1150 | 1535 | 1100–1450 |
| Твёрдость покрытия, HRC | 25–35 | 50–58 | — | 38–48 |
| Пористость, % | 6–10 | 2–5 | — | 3–7 |
Области применения
- Восстановление и упрочнение деталей ГТД: лопаток, жаровых труб, камер сгорания.
- Защита поверхностей нагрева котлоагрегатов ТЭЦ и котельных установок от сульфидной и ванадиевой коррозии.
- Наплавка уплотнительных поясков арматуры нефтегазового оборудования, работающего при 600–900 C.
- Изготовление спечённых втулок, фильтров и контактных элементов электротехнической промышленности.
- Ремонт штампов горячей деформации и пресс-форм литейного производства.
Условия эксплуатации покрытий
Покрытия на основе данной смеси сохраняют работоспособность в интервале –60…+900 C, в средах продуктов сгорания с содержанием серы до 2 %, при скоростях газового потока до 250 м/с. Железный компонент ограничивает применение во влажных хлоридсодержащих средах из-за склонности к питтинговой коррозии.
Вопросы и ответы
Для каких методов напыления подходит смесь ПС-Н85Ю15 + НХ17СР4 + железо?
Смесь применяется в плазменном, газопламенном, детонационном напылении и лазерной наплавке. Экзотермический компонент ПС-Н85Ю15 позволяет снизить мощность плазмотрона и повысить адгезию покрытия к основе.
Как соотношение компонентов влияет на свойства покрытия?
Увеличение доли НХ17СР4 повышает жаростойкость и твёрдость (до 58 HRC), рост содержания железа снижает стоимость шихты и КТР, но уменьшает стойкость к хлоридной коррозии.
При какой температуре инициируется экзотермическая реакция?
Реакция Ni + Al в порошке ПС-Н85Ю15 активируется при нагреве выше 660 C и протекает с выделением тепла, обеспечивая схватывание покрытия с подложкой без дополнительного подогрева.
Допустима ли работа покрытия в среде продуктов сгорания с серой?
Да, покрытие работоспособно при содержании серы в продуктах сгорания до 2 % и температуре до 900 C. Во влажных хлоридсодержащих средах железный компонент склонен к питтинговой коррозии.
