Самофлюсующиеся порошки ПР-Н80Х13СР: никель-хромовые порошки для газотермического напыления и наплавки
Самофлюсующиеся порошки ПР-Н80Х13СР — это никель-хромовые порошковые материалы системы Ni–Cr–Si–B, выпускаемые по ГОСТ 21448-75. Марка расшифровывается как порошок на основе никеля (основа — около 80 % Ni) с содержанием хрома порядка 13 %, легированный кремнием и бором. Именно кремний и бор выполняют функцию флюсующих элементов: при нагреве выше 950–1000 C они образуют легкоплавкую шлаковую фазу, которая защищает расплав от окисления и обеспечивает самопроизвольное смачивание основы без применения внешних флюсов. Это ключевое отличие самофлюсующихся порошков от механических смесей и порошков для холодного газодинамического напыления.
Состав и физико-механические свойства
Гранулометрический состав порошка ПР-Н80Х13СР нормируется в зависимости от способа нанесения: для плазменного напыления применяют фракции 40–100 мкм, для газопламенной наплавки — 63–160 мкм, для плазменно-порошковой наплавки — 50–160 мкм. Насыпная плотность составляет 3,8–4,6 г/см. Температура плавления порошка — 1000–1080 C, что ниже температуры плавления большинства конструкционных сталей, благодаря чему наплавленный слой формируется без оплавления основы.
Твёрдость наплавленного покрытия после оплавления — 35–45 HRC. Покрытие сохраняет работоспособность при температурах до 800 C, устойчиво к газовой коррозии, воздействию сернистых соединений и абразивному износу средней интенсивности. Коэффициент линейного расширения близок к углеродистым и низколегированным сталям, что снижает риск отслоения при термоциклировании.
| Параметр | Значение | Единица | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Никель (основа) | остальное | % | ГОСТ 21448-75 | баланс композиции |
| Хром | 12,0–14,0 | % | титриметрия | жаростойкость |
| Кремний | 2,5–4,0 | % | спектральный анализ | флюсующий элемент |
| Бор | 1,5–2,5 | % | спектральный анализ | снижение температуры плавления |
| Температура плавления | 1000–1080 | C | ДТА | ниже точки плавления стали |
| Твёрдость покрытия | 35–45 | HRC | ГОСТ 9013-59 | после оплавления |
Технологии нанесения
Порошок ПР-Н80Х13СР применяется в следующих процессах:
- Газопламенная наплавка ацетилен-кислородным пламенем с последующим оплавлением слоя — восстановление валов, шпинделей, уплотнительных поверхностей арматуры.
- Плазменное напыление с оплавлением в печи или индуктором — нанесение износостойких покрытий на детали насосного оборудования, работающего в абразивных средах.
- Плазменно-порошковая наплавка (PTA) — упрочнение седел клапанов, ножей, штампов горячей деформации.
- Высокоскоростное газопламенное напыление (HVOF) с последующей термообработкой — защита поверхностей теплообменной аппаратуры.
- Лазерная наплавка — локальное восстановление геометрии деталей без коробления основы.
Области применения
Наплавленные покрытия из ПР-Н80Х13СР востребованы в нефтегазовой отрасли — для уплотнительных поверхностей задвижек и шаровых кранов, в энергетике — для арматуры паропроводов, в металлургии — для роликов МНЛЗ и деталей рольгангов, в целлюлозно-бумажном производстве — для ножей и размалывающих гарнитур. Покрытие эффективно при эрозионном износе в среде горячих газов и при контакте с расплавами солей.
Вопросы и ответы
Чем ПР-Н80Х13СР отличается от ПР-Н80Х20СР?
Марка ПР-Н80Х13СР содержит около 13 % хрома, ПР-Н80Х20СР — около 20 %. Более высокое содержание хрома повышает жаростойкость и коррозионную стойкость, но снижает пластичность покрытия. ПР-Н80Х13СР применяют при температурах до 800 C, ПР-Н80Х20СР — до 900–950 C.
Требуется ли флюс при наплавке ПР-Н80Х13СР?
Нет. Кремний и бор в составе порошка образуют шлаковую фазу, которая выполняет функцию флюса. Дополнительное введение флюсов не требуется, однако поверхность основы должна быть очищена от масла, окалины и влаги.
Какая фракция подходит для плазменного напыления?
Для плазменного напыления используют фракцию 40–100 мкм. Для газопламенной наплавки применяют более крупную фракцию 63–160 мкм, обеспечивающую стабильную подачу порошка в пламя.
До какой температуры сохраняется работоспособность покрытия?
Наплавленный слой сохраняет твёрдость и жаростойкость при длительной эксплуатации до 800 C. Кратковременный нагрев до 900 C допустим без необратимой потери свойств.
