Сварной кобальтовый пруток Stellite 25: характеристики, режимы наплавки и применение
Сварной кобальтовый пруток Stellite 25 — это присадочный материал на основе кобальт-хром-вольфрамового сплава (CoCrW), выпускаемый в виде сплошного прутка круглого сечения по стандарту AWS A5.21 / UNS R30605. В отличие от литых стеллитовых отливок, данный продукт получают методом непрерывного литья или экструзии, что обеспечивает стабильную геометрию и низкое содержание газовых включений. Пруток предназначен для газовой наплавки (RHF) и аргонодуговой наплавки (TIG) с использованием присадочного материала.
Химический состав и структура
Сплав Stellite 25 относится к системе Co–Cr–W–Ni. Основу составляет кобальт (остальное), легирующие элементы обеспечивают жаростойкость и стойкость к абразивному износу при высоких температурах. Типовой состав по UNS R30605:
- Кобальт (Co) — основа, 48–52 %
- Хром (Cr) — 19–21 %
- Вольфрам (W) — 14–16 %
- Никель (Ni) — 9–11 %
- Железо (Fe) — не более 3 %
- Углерод (C) — 0,05–0,15 %
Структура наплавленного слоя — твёрдый раствор на базе гранецентрированной кубической решётки кобальта с карбидами типа MC и MC. Твёрдость наплавки в исходном состоянии составляет 28–34 HRC, что ниже, чем у Stellite 6, однако сплав сохраняет механические свойства при температурах до 1000 C и обладает повышенной пластичностью и обрабатываемостью резанием.
Технические параметры прутка
| Диаметр, мм | Длина, мм | Твёрдость наплавки, HRC | Плотность, г/см | Рабочая температура, C |
|---|---|---|---|---|
| 2,4 | 1000 | 28–32 | 8,6 | до 1000 |
| 3,2 | 1000 | 30–34 | 8,6 | до 1000 |
| 4,0 | 1000 | 30–34 | 8,6 | до 1000 |
| 5,0 | 1000 | 28–32 | 8,6 | до 1000 |
Технология наплавки
Наплавку прутком Stellite 25 выполняют на подготовленную поверхность с предварительным подогревом до 300–450 C для крупногабаритных деталей. При TIG-наплавке применяют постоянный ток прямой полярности, защитный газ — аргон (расход 10–14 л/мин). Ток наплавки для диаметра 3,2 мм составляет 90–130 А, для 4,0 мм — 120–160 А. Пруток подают в сварочную ванну без поперечных колебаний, обеспечивая минимальное разбавление основным металлом (не более 10–15 %).
Для газовой наплавки используют ацетилено-кислородное пламя с избытком ацетилена (восстановительная зона). Флюс — борно-кремниевый (типа Flux 25 или аналог). После наплавки рекомендуется медленное охлаждение в термостате или под слоем асбеста для предотвращения трещинообразования. Механическая обработка наплавленного слоя возможна твердосплавным инструментом или шлифованием.
Области применения
- Уплотнительные поверхности арматуры высокого давления в нефтегазовой отрасли
- Сёдла и клапаны двигателей внутреннего сгорания, работающих на тяжёлом топливе
- Шнеки и корпуса экструдеров в производстве полимеров
- Лопатки и направляющие аппараты газотурбинных установок
- Ножи горячей резки в металлургических прокатных станах
- Детали насосов для перекачки абразивных суспензий в горнодобыче
Сплав эффективен в условиях сочетания абразивного износа, эрозии и высокотемпературного окисления. В отличие от Stellite 6, пруток Stellite 25 предпочтителен там, где требуется повышенная стойкость к термоциклированию и ударным нагрузкам, а не максимальная твёрдость.
Вопросы и ответы
Чем Stellite 25 отличается от Stellite 6?
Stellite 25 содержит больше вольфрама и никеля, но меньше углерода, что даёт твёрдость 28–34 HRC против 38–44 HRC у Stellite 6. Это обеспечивает повышенную пластичность и стойкость к термоциклированию, но меньшую абразивную стойкость.
Какой диаметр прутка выбрать для наплавки седла клапана?
Для седел клапанов малого проходного сечения применяют пруток 2,4–3,2 мм, для крупной арматуры — 4,0–5,0 мм. Выбор зависит от ширины наплавляемой канавки и способа наплавки.
Требуется ли предварительный подогрев при наплавке Stellite 25?
Да, для деталей массой более 5 кг рекомендуется подогрев до 300–450 C. Это снижает скорость охлаждения и предотвращает образование холодных трещин в наплавленном слое.
Какова максимальная рабочая температура наплавки Stellite 25?
Сплав сохраняет твёрдость и жаростойкость до 1000 C. При более высоких температурах наблюдается интенсивное окисление и потеря механических свойств.
