Сварной кобальтовый пруток Stellite 12: наплавка деталей узлов трения
Сварной кобальтовый пруток Stellite 12 — литой стеллитовый стержень на кобальт-хром-вольфрамовой основе, предназначенный для газовой и TIG-наплавки износостойких слоёв на детали, работающие при абразивном изнашивании, эрозии и высоких температурах. Сплав относится к системе Co–Cr–W–C и содержит карбиды хрома и вольфрама, формирующие гетерогенную структуру с твёрдостью 45–52 HRC в наплавленном состоянии. В отличие от Stellite 6, марка 12 имеет повышенное содержание углерода и вольфрама, что смещает баланс от ударной вязкости к абразивной стойкости.
Пруток выпускается литым или спечённым, диаметром 3,2–8,0 мм, длиной 350–1000 мм. Наплавку ведут ацетилено-кислородным пламенем с избытком ацетилена либо аргонодуговым способом с присадочным материалом. Температура плавления сплава — 1260–1350 C, что ниже температуры плавления большинства углеродистых и низколегированных сталей, поэтому разбавление основным металлом минимизируется при правильной технике.
Технические характеристики наплавленного слоя
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость | 45–52 HRC | ГОСТ 9013 | 20 C, 3 слоя | без термообработки |
| Плотность | 8,6–8,8 г/см | гидростатическое взвешивание | 20 C | литой сплав |
| Жаростойкость | до 800 C | испытание на окалиностойкость | воздух | без отслоения оксидов |
| Температура плавления | 1260–1350 C | ДТА | инертная среда | зависит от партии |
| Разбавление основным металлом | 5–15 % | металлография | TIG, 1-й слой | при токе 90–120 А |
Области применения
- Сёдла и тарелки клапанов, шпиндели арматуры высокого давления в нефтегазовой и химической промышленности.
- Шнеки и корпуса экструдеров переработки полимеров и абразивных композиций.
- Ножи и матрицы грануляторов, рабочие органы дробильно-размольного оборудования.
- Уплотнительные поверхности задвижек, шиберов и затворов тепловых и атомных энергоустановок.
- Валки прокатных станов, направляющие и упоры в металлургических линиях.
- Детали бурового инструмента и насосов перекачки абразивных суспензий.
Технология наплавки
Перед наплавкой поверхность зачищают до металлического блеска, удаляют масло и оксиды. Деталь подогревают до 300–450 C для снижения градиента температур и предотвращения трещин. При газовой наплавке используют флюс на основе буры; при TIG — аргон чистотой 99,99 %. Наплавку ведут валиками с перекрытием 30–40 %, не допуская перегрева ванны. Охлаждение — замедленное, в термостате или под слоем асбеста. Механическую обработку выполняют твёрдосплавным инструментом или шлифованием, так как наплавленный слой обрабатывается только абразивом.
Сравнение с близкими марками
- Stellite 6 — 38–44 HRC, выше ударная вязкость, применяется при сочетании удара и скольжения.
- Stellite 12 — 45–52 HRC, приоритет абразивной стойкости при умеренных ударах.
- Stellite 1 — 48–58 HRC, максимальная износостойкость, склонность к трещинам.
- Stellite 21 — 25–35 HRC, коррозионная стойкость и обрабатываемость резанием.
Вопросы и ответы
Чем пруток Stellite 12 отличается от Stellite 6?
Stellite 12 содержит больше углерода и вольфрама, что повышает твёрдость до 45–52 HRC и абразивную стойкость, но снижает ударную вязкость. Stellite 6 (38–44 HRC) предпочтителен при знакопеременных ударных нагрузках.
Какой способ наплавки обеспечивает минимальное разбавление?
Аргонодуговая наплавка (TIG) с присадочным прутком даёт разбавление 5–15 % при токе 90–120 А. Газовая наплавка также применима, но требует тщательного контроля тепловложения и флюса.
Нужна ли термообработка после наплавки?
Нет. Упрочнение Stellite 12 обеспечивается карбидной структурой в литом состоянии. Применяют только замедленное охлаждение и, при необходимости, отпуск для снятия напряжений основного металла.
До какой температуры сохраняется работоспособность наплавки?
Слой сохраняет жаростойкость и твёрдость до 800 C на воздухе. При более высоких температурах наблюдается интенсивное окисление и потеря твёрдости.
