Термореагирующие порошки ПГ-ЮНХ16СР3: состав и назначение
Термореагирующие порошки ПГ-ЮНХ16СР3 — это самовосстанавливающиеся композиции на никелевой основе, предназначенные для газотермического напыления покрытий с последующим оплавлением. Материал относится к группе самофлюсующихся сплавов системы Ni–Cr–B–Si, легированных медью. Химический состав ПГ-ЮНХ16СР3 регламентируется ТУ 14-1-3762-84 и характеризуется содержанием хрома в диапазоне 15–17 %, кремния 2,5–3,5 %, бора 1,5–2,2 %, меди 2,5–4,5 %, при остаточном содержании никеля.
Ключевая особенность порошка — экзотермическая реакция при нагреве в процессе оплавления. Бор и кремний выступают в роли раскислителей и флюсующих элементов: при достижении температуры солидуса (около 980–1050 C) они связывают оксиды на границе раздела «покрытие–основа», обеспечивая химическую связь покрытия с подложкой. Медь в составе сплава снижает температуру плавления и повышает пластичность наплавленного слоя, что особенно важно при работе покрытия в условиях циклических термических нагрузок.
Технология нанесения и режимы
ПГ-ЮНХ16СР3 применяется в процессах плазменного напыления, газопламенного напыления и наплавки. Оптимальная дисперсность порошка для плазменного напыления — 40–100 мкм, для газопламенного — 40–160 мкм. После напыления обязательна операция оплавления: нагрев покрытия до 1000–1080 C с выдержкой 5–15 минут в зависимости от толщины слоя. Оплавление может выполняться индукционным нагревом, в печах с защитной атмосферой или ацетиленовой горелкой.
Типичная толщина покрытия — 0,3–2,0 мм. При превышении толщины более 2 мм возрастает риск отслоения из-за разницы коэффициентов термического расширения между покрытием и основным металлом. Рекомендуемая подготовка поверхности — дробеструйная обработка до шероховатости Rz 40–80 мкм, обязателен предварительный подогрев детали до 150–250 C для снижения термических напряжений.
Свойства наплавленного металла
Покрытия из ПГ-ЮНХ16СР3 характеризуются следующими эксплуатационными параметрами:
- твердость после оплавления — 35–42 HRC;
- плотность наплавленного слоя — 7,8–8,1 г/см;
- температура плавления — 980–1080 C;
- коэффициент термического расширения — 13–14 10 К;
- рабочая температура эксплуатации — до 650 C на воздухе;
- пористость покрытия после оплавления — не более 1 %.
Структура наплавленного металла — твердый раствор на основе никеля с равномерно распределенными боридами и карбидами хрома. Отсутствие эвтектических выделений по границам зерен обеспечивает высокую ударную вязкость и сопротивление растрескиванию при ударно-абразивном износе.
Применение в промышленности
ПГ-ЮНХ16СР3 применяется для восстановления и упрочнения деталей, работающих в условиях абразивного износа, эрозии и умеренных ударных нагрузок при повышенных температурах. Основные области использования:
- уплотнительные поверхности запорной арматуры — седла и золотники шаровых кранов, задвижек;
- плунжеры и штоки гидроцилиндров насосного оборудования;
- посадочные поверхности валов и роторов центробежных насосов;
- детали бурового инструмента — замки, переводники, центраторы;
- рабочие органы экструдеров и шнеков перерабатывающего оборудования;
- направляющие и кулачки механизмов текстильных и бумагоделательных машин.
Материал совместим с основами из углеродистых и низколегированных сталей, нержавеющих сталей аустенитного класса, а также чугуна. При напылении на чугун требуется особый контроль режимов из-за склонности к отбеливанию поверхностного слоя.
Сравнение с аналогами
| Марка | Система легирования | Твердость, HRC | Температура оплавления, C | Область применения |
|---|---|---|---|---|
| ПГ-ЮНХ16СР3 | Ni–Cr–B–Si–Cu | 35–42 | 980–1080 | Уплотнительные поверхности, плунжеры |
| ПГ-СР2 | Ni–Cr–B–Si | 35–42 | 1000–1100 | Детали насосов, арматура |
| ПГ-СР3 | Ni–Cr–B–Si | 45–52 | 1000–1100 | Интенсивный абразивный износ |
| ПГ-ЮНХ15СР2 | Ni–Cr–B–Si–Cu | 30–38 | 950–1050 | Восстановление чугунных деталей |
По сравнению с ПГ-СР2, ПГ-ЮНХ16СР3 демонстрирует более высокую стойкость к ударным нагрузкам за счет пластифицирующего действия меди. Уступая ПГ-СР3 по абразивной стойкости, материал выигрывает в трещиностойкости при нанесении на крупногабаритные детали с жесткими условиями закрепления.
Форма поставки и хранение
Порошок поставляется в герметичных полиэтиленовых пакетах массой 1, 5 и 10 кг, упакованных в картонные барабаны. Гарантийный срок хранения — 12 месяцев со дня изготовления при условии хранения в сухом отапливаемом помещении при температуре 15–30 C и относительной влажности не более 60 %. Перед использованием порошок рекомендуется просушить при температуре 100–120 C в течение 1–2 часов для удаления адсорбированной влаги, снижающей качество напыленного слоя.
Вопросы и ответы
Чем отличается ПГ-ЮНХ16СР3 от ПГ-СР2?
Основное отличие — наличие меди в составе ПГ-ЮНХ16СР3 (2,5–4,5 %). Медь снижает температуру плавления сплава и повышает пластичность покрытия, что улучшает стойкость к ударным нагрузкам и термическим циклам. По твердости материалы сопоставимы — 35–42 HRC.
Какая максимальная толщина покрытия допустима?
Рекомендуемая толщина напыленного слоя — 0,3–2,0 мм. При превышении 2 мм возрастает риск отслоения из-за термических напряжений. Для толстых покрытий применяют многослойное напыление с промежуточным оплавлением каждого слоя.
Требуется ли предварительный подогрев детали?
Да, подогрев до 150–250 C обязателен. Он снижает градиент температур при напылении и оплавлении, предотвращая образование трещин в покрытии и уменьшая деформацию детали.
На какие материалы можно наносить покрытие?
Покрытие совместимо с углеродистыми и низколегированными сталями, нержавеющими сталями аустенитного класса и чугуном. При напылении на чугун требуется контроль режимов для предотвращения отбеливания поверхностного слоя.
