Порошок наплавочный ПГ-Н04: состав, свойства и применение
Порошок наплавочный ПГ-Н04 — порошковый материал на основе никеля, предназначенный для газопламенного и плазменного напыления износостойких покрытий. Гранулометрический состав и химическая однородность обеспечивают стабильную подачу через порошковые питатели плазменных установок и газопламенных горелок. Материал относится к группе самофлюсующихся никель-хром-бор-кремниевых порошков, формирующих плотный беспористый слой при оплавлении.
Химический состав и структура
ПГ-Н04 представляет собой механическую смесь или распылённый сплав системы Ni–Cr–B–Si с добавлением карбидов. Основу составляет никель, обеспечивающий коррозионную стойкость и пластичность матрицы. Хром формирует тугоплавкие карбиды и повышает жаростойкость покрытия. Бор и кремний выполняют функцию флюсующих элементов: при температуре 980–1080 C они снижают поверхностное натяжение расплава и способствуют раскислению наплавляемого слоя.
Структура покрытия после оплавления — никелевая матрица с равномерно распределёнными карбидными включениями. Такое строение обеспечивает сочетание абразивной стойкости и сопротивления ударным нагрузкам. Пористость оплавленного слоя не превышает 1–2 %, что подтверждается металлографическим контролем.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Единица | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Фракционный состав | 40–100 | мкм | ситовой анализ | для плазменного напыления |
| Насыпная плотность | 3,8–4,4 | г/см | ГОСТ 19440 | зависит от фракции |
| Температура оплавления | 980–1080 | C | ДТА | газопламенная горелка |
| Твёрдость покрытия | 50–58 | HRC | ГОСТ 9013 | после оплавления |
| Прочность сцепления | 180–250 | МПа | штыревой метод | на стали 45 |
| Толщина слоя | 0,3–1,5 | мм | за один проход | без растрескивания |
Области применения
ПГ-Н04 применяется для восстановления и упрочнения быстроизнашиваемых поверхностей деталей, работающих в условиях абразивного износа, эрозии и знакопеременных нагрузок. Наиболее востребован в следующих узлах и системах:
- уплотнительные поверхности запорной арматуры нефтегазового оборудования — седла, золотники, шиберы;
- шнеки и корпуса экструдеров в переработке полимеров и строительных смесей;
- лопатки дымососов и вентиляторов систем аспирации металлургических цехов;
- плунжеры и гильзы насосов высокого давления в химическом производстве;
- ножевые узлы и матрицы пресс-грануляторов комбикормовых заводов;
- детали бурового инструмента, подверженные абразивному воздействию шлама.
Технология напыления и оплавления
Нанесение ПГ-Н04 выполняется газопламенным или плазменным методом. При газопламенном напылении используют ацетилено-кислородное пламя с нейтральным или слегка восстановительным соотношением газов. Дистанция напыления — 150–200 мм, угол атаки струи — 90. Подача порошка осуществляется порошковым питателем эжекторного типа с расходом 2–4 кг/ч.
Оплавление проводят сразу после нанесения слоя, не допуская остывания ниже 400 C. Нагрев ведут до появления характерного «запотевания» поверхности — признака расплавления матрицы. Избыточный перегрев приводит к стеканию расплава и выгоранию бора. Охлаждение — на воздухе или в песке для замедления теплоотвода и предотвращения трещин.
Подготовка поверхности
Основной металл обрабатывают до шероховатости Ra 6,3–12,5 мкм дробеструйным или абразивным методом. Обезжиривание выполняют растворителями перед напылением. Для сталей с высоким содержанием углерода рекомендуется подслой из никель-алюминиевого порошка для повышения адгезии.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость достигается после оплавления ПГ-Н04?
Твёрдость оплавленного слоя составляет 50–58 HRC в зависимости от режима оплавления и толщины покрытия. Превышение температуры выше 1100 C снижает твёрдость за счёт укрупнения карбидных фаз.
Можно ли напылять ПГ-Н04 без последующего оплавления?
Без оплавления покрытие сохраняет пористость 10–15 % и твёрдость ниже 30 HRC. Такое покрытие пригодно только для восстановления геометрии без требований к износостойкости. Для получения эксплуатационных свойств оплавление обязательно.
Какой максимальный диаметр детали можно наплавлять ПГ-Н04?
Ограничений по диаметру нет, однако при наплавке валов диаметром более 300 мм требуется равномерный подогрев для предотвращения коробления. Крупногабаритные детали обрабатывают секционно с перекрытием зон напыления.
Совместим ли ПГ-Н04 с наплавкой на чугун?
Напыление на чугун возможно с подслоем из никель-алюминиевого порошка. Прямое оплавление на чугуне не рекомендуется из-за отбеливания поверхностного слоя и образования трещин. Температуру оплавления снижают до 950–1000 C.
