Порошок наплавочный ПГ-Ю5Н: состав и назначение
Порошок наплавочный ПГ-Ю5Н — самофлюсующийся сплав на никелевой основе, легированный хромом и бором, предназначенный для газопорошковой наплавки и напыления с последующим оплавлением. Материал относится к группе износостойких покрытий, работающих в условиях абразивного изнашивания, коррозионно-эрозионного воздействия и умеренных ударных нагрузок. Химический состав ПГ-Ю5Н регламентируется ТУ 14-1-915-74 и обеспечивает стабильность свойств наплавленного металла при соблюдении технологических режимов.
Структура наплавленного слоя формируется на основе твёрдого раствора никеля с выделением боридов и карбидов хрома, что даёт высокую твёрдость — 50–58 HRC в зависимости от режима наплавки и количества проходов. Благодаря содержанию кремния и бора сплав обладает выраженным самофлюсованием: при нагреве до температур 1020–1080 C образуется легкоплавкая эвтектика, которая растворяет оксидные плёнки и обеспечивает плотное металлургическое сцепление с основным металлом.
Технические характеристики порошка ПГ-Ю5Н
Гранулометрический состав поставляется в нескольких фракциях, что позволяет подбирать материал под конкретный способ нанесения. Для плазменной наплавки применяют фракцию 40–160 мкм, для газопорошковой наплавки — 40–200 мкм, для напыления с оплавлением — 40–100 мкм. Насыпная плотность порошка составляет 3,8–4,2 г/см, текучесть — не более 60 с на 50 г материала.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Примечание | Типичное применение |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость наплавленного слоя | 50–58 HRC | ГОСТ 9013 | Зависит от режима | Износостойкие покрытия |
| Температура оплавления | 1020–1080 C | Пирометрия | Самофлюсующийся сплав | Газопорошковая наплавка |
| Плотность наплавленного металла | 7,8–8,0 г/см | Гидростатическое взвешивание | Беспористое покрытие | Герметичные узлы |
| Коэффициент линейного расширения | 13,5 10 К | Дилатометрия | Согласован со сталями | Стальные детали |
Применение порошка ПГ-Ю5Н в промышленности
ПГ-Ю5Н применяется для восстановления и упрочнения деталей, работающих в агрессивных средах и при повышенных температурах до 600 C. Основные области использования:
- уплотнительные поверхности запорной арматуры — седла и золотники шаровых кранов, задвижек, клапанов;
- детали насосного оборудования — рабочие колёса, направляющие аппараты, торцевые уплотнения;
- шнеки и корпуса экструдеров для переработки полимеров и пищевых продуктов;
- гильзы цилиндров и штоки гидроцилиндров, подверженные коррозионно-механическому изнашиванию;
- детали химического аппаратостроения — мешалки, барботёры, фланцевые соединения.
Наплавка ПГ-Ю5Н выполняется на детали из углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей. Толщина наплавленного слоя за один проход составляет 0,5–2,5 мм, при многослойной наплавке суммарная толщина может достигать 5 мм. Для снижения термических напряжений рекомендуется предварительный подогрев деталей до 250–400 C для крупногабаритных узлов и закалённых сталей.
Режимы наплавки и особенности технологии
Газопорошковая наплавка ПГ-Ю5Н выполняется горелками с подачей порошка ацетилен-кислородным пламенем. Оптимальное соотношение ацетилена к кислороду — 1,1–1,3, что даёт нормальное или слегка науглероживающее пламя. Дистанция наплавки — 20–40 мм, угол наклона горелки — 60–80 к поверхности детали. После нанесения слоя производится оплавление при температуре 1020–1080 C до появления зеркального блеска поверхности.
Плазменная наплавка ПГ-Ю5Н позволяет получать покрытия с минимальным проплавлением основного металла — до 0,1–0,3 мм, что важно при восстановлении деталей с точными геометрическими размерами. Сила тока — 80–150 А, напряжение — 20–30 В, расход плазмообразующего газа (аргона) — 2–4 л/мин. Скорость наплавки подбирается из расчёта толщины слоя 1–2 мм за проход.
Преимущества использования ПГ-Ю5Н
Высокая твёрдость наплавленного металла сочетается с коррозионной стойкостью в средах с pH 2–12, что делает материал пригодным для пищевого и химического машиностроения. Покрытие выдерживает термоциклирование в диапазоне –60…+600 C без отслоений при условии соблюдения режимов наплавки. Коэффициент трения по закалённой стали составляет 0,08–0,12 в паре со смазкой, что обеспечивает ресурс уплотнительных пар в 2–3 раза выше по сравнению с закалёнными сталями.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость достигается при наплавке ПГ-Ю5Н?
Твёрдость наплавленного слоя составляет 50–58 HRC. Точное значение зависит от режима наплавки, количества проходов и скорости охлаждения. При многослойной наплавке твёрдость нижних слоёв может снижаться на 2–4 HRC из-за термического отпуска вышележащими валиками.
На какие стали можно наносить ПГ-Ю5Н?
ПГ-Ю5Н наносится на углеродистые стали типа 20, 45, низколегированные 40Х, 30ХГСА и нержавеющие 12Х18Н10Т. Для закалённых и крупногабаритных деталей требуется предварительный подогрев до 250–400 C для предотвращения трещинообразования в зоне термического влияния.
Какая максимальная толщина покрытия из ПГ-Ю5Н?
За один проход формируется слой толщиной 0,5–2,5 мм. При многослойной наплавке суммарная толщина может достигать 5 мм. Для толстых покрытий рекомендуется промежуточное охлаждение между проходами для снижения остаточных напряжений.
Чем ПГ-Ю5Н отличается от ПГ-СР4?
ПГ-Ю5Н имеет повышенное содержание хрома и бора, что обеспечивает более высокую твёрдость — до 58 HRC против 45–50 HRC у ПГ-СР4. При этом ПГ-Ю5Н обладает меньшей пластичностью и хуже работает при ударных нагрузках, но превосходит ПГ-СР4 по абразивной износостойкости и коррозионной стойкости.
