Порошок наплавочный ПГ-СР2: никель-хром-бор-кремниевый сплав для газотермического напыления
Порошок наплавочный ПГ-СР2 — самофлюсующийся никелевый сплав системы Ni–Cr–B–Si, выпускаемый по ГОСТ 21448-75. Гранулометрический состав и химическая однородность обеспечивают стабильное формирование покрытия методами газопламенного и плазменного напыления с последующим оплавлением. Сплав относится к группе самофлюсующихся: бор и кремний при температуре 980–1080 C образуют легкоплавкие боридные и силицидные эвтектики, которые раскисляют расплав и улучшают смачиваемость основы без применения флюсов.
Химический состав и структура
Основа сплава — никель; легирующие элементы формируют упрочняющие фазы. Хром повышает жаростойкость и коррозионную стойкость, бор и кремний снижают температуру плавления и образуют твёрдые включения боридов CrB, Ni3B и карбоборидов. Типовое содержание элементов:
- Ni — основа (баланс)
- Cr — 14,0–18,0 %
- B — 2,0–3,0 %
- Si — 2,5–4,0 %
- C — 0,4–0,8 %
- Fe — не более 5,0 %
Микроструктура покрытия после оплавления — никелевая матрица с равномерно распределёнными эвтектическими и боридными включениями. Твёрдость наплавленного слоя составляет 45–55 HRC в зависимости от режима оплавления и толщины слоя.
Технологические параметры напыления и оплавления
Порошок фракционируется преимущественно в диапазоне 40–100 мкм для плазменного напыления и 100–160 мкм для газопламенного. Напыление ведут на подготовленную поверхность: дробеструйная обработка до шероховатости Ra 6,3–12,5 мкм либо нарезание «рваной» резьбы. Оплавление выполняют газовой горелкой или в печи при 1020–1080 C с выдержкой 3–5 мин; индукционный нагрев применяют для цилиндрических деталей малого диаметра.
| Параметр | Значение | Единица | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Фракция | 40–100 | мкм | ситовой анализ | плазменное напыление |
| Насыпная плотность | 3,8–4,4 | г/см | ГОСТ 19440 | зависит от фракции |
| Температура оплавления | 1020–1080 | C | термопара | газовая горелка |
| Твёрдость покрытия | 45–55 | HRC | ГОСТ 9013 | после оплавления |
| Толщина слоя | 0,3–1,5 | мм | микрометр | за один проход |
| Сцепление с основой | 250 | МПа | штифтовой метод | на стали 45 |
Области применения
ПГ-СР2 применяют для восстановления и упрочнения деталей, работающих при абразивном износе, эрозии и умеренных температурах до 600 C. Конкретные узлы и системы:
- Уплотнительные поверхности запорной и регулирующей арматуры нефтегазовой отрасли
- Шнеки и корпуса экструдеров в переработке полимеров
- Лопатки дымососов и вентиляторов котельных агрегатов
- Плунжеры и гильзы насосов высокого давления в металлургии
- Ножи и матрицы в деревообрабатывающем оборудовании
- Коленчатые валы и кулачки в ремонтном производстве
Ограничения и совместимость
Сплав не предназначен для работы в средах с высокой концентрацией сероводорода и при температурах выше 650 C из-за деградации боридной фазы. При наплавке на углеродистые стали с содержанием углерода более 0,4 % требуется подслой из никеля или сплава ПГ-10Н-01 для предотвращения образования хрупких карбидных зон. Оплавление тонкостенных деталей (менее 3 мм) ограничено из-за риска коробления.
Вопросы и ответы
Какая фракция ПГ-СР2 подходит для плазменного напыления?
Для плазменного напыления применяют фракцию 40–100 мкм. Более крупные фракции 100–160 мкм используют при газопламенном напылении с последующим оплавлением.
Требуется ли флюс при оплавлении покрытия из ПГ-СР2?
Нет. Сплав самофлюсующийся: бор и кремний выполняют функцию раскислителей и обеспечивают смачиваемость основы без дополнительных флюсов.
Какую твёрдость обеспечивает покрытие после оплавления?
Твёрдость наплавленного слоя составляет 45–55 HRC. Значение зависит от режима оплавления, толщины слоя и содержания боридной фазы.
Можно ли наплавлять ПГ-СР2 на чугун?
Наплавка на чугун возможна, но требует подслоя из никелевого сплава и предварительного подогрева до 300–400 C для снижения остаточных напряжений и предотвращения отбеливания.
