Сварочные электроды Stellite 1 в Минске

Сварочные электроды Stellite 1: наплавка для экстремального абразивного и эрозионного износа

Сварочные электроды Stellite 1 — это литые стержневые электроды для аргонодуговой наплавки (GTAW) на основе кобальтового сплава с высоким содержанием карбидов вольфрама. Материал относится к группе литейных кобальт-хром-вольфрамовых сплавов, легированных углеродом, и предназначен для формирования износостойкого покрытия, работающего в условиях интенсивного абразивного изнашивания, ударных нагрузок и повышенных температур до +650 C.

Химический состав Stellite 1 регламентирован и включает хром (Cr) в диапазоне 28–32%, вольфрам (W) 11–14%, углерод (C) 2,2–2,8%, кремний (Si) до 1,5%, железо (Fe) до 3%. Остальное — кобальт (Co). Такая композиция обеспечивает формирование крупных первичных карбидов MC и MC в эвтектической матрице, что даёт твёрдость наплавленного металла в пределах 46–54 HRC (550–600 HV) без термической обработки.

Технологические особенности наплавки

Электроды Stellite 1 применяются преимущественно для наплавки постоянным током прямой полярности (DCEN) в среде аргона высокой чистоты. Рекомендуемый сварочный ток — 150–250 А при диаметре стержня 4,0–6,3 мм. Наплавку выполняют с предварительным подогревом изделия до 300–500 C для снижения термических напряжений и предотвращения образования трещин в зоне термического влияния. Медленное охлаждение в термостате или под слоем изолирующего материала обязательно.

Сплав склонен к образованию горячих трещин при нарушении режима, поэтому наплавку ведут с минимальным проплавлением основного металла, используя технику «низкого тока» и короткой дуги. Рекомендуемая толщина одного слоя — 1,6–3,2 мм; при необходимости многослойной наплавки каждый последующий слой выполняется после остывания предыдущего до температуры подогрева.

Структура и свойства наплавленного металла

Микроструктура наплавки Stellite 1 представляет собой дендритную кобальтовую матрицу, армированную грубыми игольчатыми карбидами хрома и вольфрама. Такая морфология обеспечивает исключительную стойкость к низкоугловому абразивному изнашиванию, а также к эрозии при воздействии газоабразивных и гидроабразивных потоков. Сплав сохраняет твёрдость при нагреве до 600 C, что делает его пригодным для горячего изнашивания.

Коэффициент термического расширения близок к аустенитным сталям, что снижает риск отслаивания покрытия при циклических теплосменах. Наплавленный слой поддаётся механической обработке только шлифованием с применением алмазного инструмента; точение и фрезерование затруднены из-за высокой твёрдости карбидной фазы.

Промышленное применение

Электроды Stellite 1 востребованы в отраслях, где оборудование эксплуатируется в условиях интенсивного абразивного и эрозионного износа при повышенных температурах:

• восстановление и упрочнение рабочих органов бурового инструмента — шарошечных долот, калибраторов, расширителей;
• наплавка клапанов и сёдел клапанов нефтегазовой арматуры, работающих при высоких перепадах давления;
• защита лопаток и направляющих аппаратов паровых и газовых турбин от эрозионного изнашивания;
• упрочнение ножей и измельчителей дробильного оборудования в горнорудной промышленности;
• восстановление посадочных поверхностей насосов, работающих с абразивными суспензиями;
• наплавка деталей экструдеров и шнековых пар в переработке полимеров.

Сравнение с другими марками Stellite

В отличие от Stellite 6 и Stellite 21, которые применяются для упрочнения деталей с умеренным износом и ударными нагрузками, Stellite 1 содержит повышенное количество углерода и вольфрама, что даёт максимальную твёрдость и абразивную стойкость в линейке сплавов. Однако пластичность наплавленного металла ниже, а чувствительность к термическим ударам выше, что ограничивает применение деталями без значительных динамических нагрузок.

Критерии выбора и совместимость

Stellite 1 рекомендуется для наплавки на углеродистые и низколегированные стали с пределом прочности до 700 МПа, а также на нержавеющие стали аустенитного класса. Наплавка на мартенситные стали требует обязательного предварительного подогрева до 400–500 C и последующего замедленного охлаждения. Для деталей из чугуна необходима наплавка промежуточного подслоя из никелевого сплава для предотвращения образования хрупких карбидов на границе сплавления.

При выборе диаметра электрода учитывают толщину наплавляемого слоя и доступность зоны сварки. Стержни диаметром 3,2–4,0 мм применяют для наплавки кромок и малогабаритных поверхностей, 4,8–6,3 мм — для наплавки крупных плоскостей с высокой производительностью. Расход электродов составляет 1,2–1,5 кг на 1 кг наплавленного металла с учётом потерь на угар и разбрызгивание.

Вопросы и ответы