Влияние основных технологических параметров плазменной наплавки на свойства композиционного наплавленного метала
Приведены результаты экспериментов по определению влияния технологических параметров процесса плазменной наплавки композиционных сплавов с использованием присадочного материала в виде порошковой ленты, состоящей из металлической оболочки и сердечника, на формирование и износостойкость наплавленног...
Saved in:
| Published in: | Автоматическая сварка |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2010
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101707 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Влияние основных технологических параметров плазменной наплавки на свойства композиционного наплавленного металла / А.И. Белый // Автоматическая сварка. — 2010. — № 6 (686). — С. 30-32. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-101707 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Белый, А.И. 2016-06-06T18:32:59Z 2016-06-06T18:32:59Z 2010 Влияние основных технологических параметров плазменной наплавки на свойства композиционного наплавленного металла / А.И. Белый // Автоматическая сварка. — 2010. — № 6 (686). — С. 30-32. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101707 621.791.927.55 Приведены результаты экспериментов по определению влияния технологических параметров процесса плазменной наплавки композиционных сплавов с использованием присадочного материала в виде порошковой ленты, состоящей из металлической оболочки и сердечника, на формирование и износостойкость наплавленного металла. Сердечник ленты включал твердосплавные зерна на основе плавленых карбидов вольфрама (релита). The paper presents the results of experiments on determination of the influence of technological parameters of the process of plasma cladding of composite alloys using filler material in the form of flux-cored strip consisting of a metal sheath and core, on formation and wear-resistance of deposited metal. Strip core included hard-alloy grains based on fused tungsten carbide. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Научно-технический раздел Влияние основных технологических параметров плазменной наплавки на свойства композиционного наплавленного метала Effect of main technological parameters of plasma surfacing on properties of composite deposited metal Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Влияние основных технологических параметров плазменной наплавки на свойства композиционного наплавленного метала |
| spellingShingle |
Влияние основных технологических параметров плазменной наплавки на свойства композиционного наплавленного метала Белый, А.И. Научно-технический раздел |
| title_short |
Влияние основных технологических параметров плазменной наплавки на свойства композиционного наплавленного метала |
| title_full |
Влияние основных технологических параметров плазменной наплавки на свойства композиционного наплавленного метала |
| title_fullStr |
Влияние основных технологических параметров плазменной наплавки на свойства композиционного наплавленного метала |
| title_full_unstemmed |
Влияние основных технологических параметров плазменной наплавки на свойства композиционного наплавленного метала |
| title_sort |
влияние основных технологических параметров плазменной наплавки на свойства композиционного наплавленного метала |
| author |
Белый, А.И. |
| author_facet |
Белый, А.И. |
| topic |
Научно-технический раздел |
| topic_facet |
Научно-технический раздел |
| publishDate |
2010 |
| language |
Russian |
| container_title |
Автоматическая сварка |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Effect of main technological parameters of plasma surfacing on properties of composite deposited metal |
| description |
Приведены результаты экспериментов по определению влияния технологических параметров процесса плазменной
наплавки композиционных сплавов с использованием присадочного материала в виде порошковой ленты, состоящей
из металлической оболочки и сердечника, на формирование и износостойкость наплавленного металла. Сердечник
ленты включал твердосплавные зерна на основе плавленых карбидов вольфрама (релита).
The paper presents the results of experiments on determination of the influence of technological parameters of the process
of plasma cladding of composite alloys using filler material in the form of flux-cored strip consisting of a metal sheath
and core, on formation and wear-resistance of deposited metal. Strip core included hard-alloy grains based on fused
tungsten carbide.
|
| issn |
0005-111X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101707 |
| citation_txt |
Влияние основных технологических параметров плазменной наплавки на свойства композиционного наплавленного металла / А.И. Белый // Автоматическая сварка. — 2010. — № 6 (686). — С. 30-32. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT belyiai vliânieosnovnyhtehnologičeskihparametrovplazmennoinaplavkinasvoistvakompozicionnogonaplavlennogometala AT belyiai effectofmaintechnologicalparametersofplasmasurfacingonpropertiesofcompositedepositedmetal |
| first_indexed |
2025-11-25T21:40:36Z |
| last_indexed |
2025-11-25T21:40:36Z |
| _version_ |
1850560055154311168 |
| fulltext |
УДК 621.791.927.55
ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
ПЛАЗМЕННОЙ НАПЛАВКИ НА СВОЙСТВА
КОМПОЗИЦИОННОГО НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА
А. И. БЕЛЫЙ, канд. техн. наук (Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины)
Приведены результаты экспериментов по определению влияния технологических параметров процесса плазменной
наплавки композиционных сплавов с использованием присадочного материала в виде порошковой ленты, состоящей
из металлической оболочки и сердечника, на формирование и износостойкость наплавленного металла. Сердечник
ленты включал твердосплавные зерна на основе плавленых карбидов вольфрама (релита).
К л ю ч е в ы е с л о в а : плазменная наплавка, присадочный
материал, износостойкость, композиционный сплав, арми-
рующие частицы, ленточный релит
Процесс плазменной наплавки композиционных
сплавов [1, 2] с использованием в качестве при-
садочного материала порошковой ленты, состо-
ящей из металлической оболочки и сердечника
из зерен плавленых карбидов вольфрама и мел-
кодисперсной шихты легирующих и раскисляю-
щих компонентов (ленточного релита), должен
обеспечивать получение износостойкого слоя с
оптимальными геометрическими параметрами
при высоком качестве формирования и высокой
износостойкости (рис. 1).
Известно, что износостойкость композицион-
ного сплава определяется концентрацией и изно-
состойкостью армирующих частиц (плавленых
карбидов вольфрама) в наплавленном металле и
способностью его матрицы удерживать эти час-
тицы. В общем случае указанные свойства изно-
состойкого слоя зависят от технологии наплавки
и степени растворения армирующей частицы в
процессе наплавки. Растворение зерен карбидов
вольфрама приводит к уменьшению концент-
рации износостойкой фазы и увеличению насы-
щения матрицы вольфрамом и углеродом, что уве-
личивает вероятность ее охрупчивания и снижает
износостойкость сплава в целом [3].
В данной статье приведены результаты иссле-
дований влияния основных технологических па-
раметров процесса плазменной наплавки на ка-
чество формирования, структуру и износостой-
кость наплавленного композиционного металла.
Основные технологические показатели про-
цесса плазменной наплавки изменялись в следу-
ющих пределах:
ток дуги прямого действия Iд, А ......................... 180…340
скорость наплавки vн, м/ч .................................... 4…20
скорость подачи присадочного
материала vп, м/ч .................................................. 10…50
Наплавку осуществляли на образцы из низко-
углеродистой стали размером 150 70 20 мм. В
качестве исходного режима приняли следующий:
Iд = 220 А, U = 34 В, vн = 8 м/ч, vп = 20 м/ч,
расход плазмообразующего газа 2 л/мин, расход
защитного газа 6 л/мин, амплитуда колебаний
плазменной горелки 25 мм, частота колебаний
плазменной горелки 35 мин–1. В качестве приса-
дочного материала использовали ленточный ре-
лит АН-ЛЗП-9-8 [4].
© А. И. Белый, 2010
Рис. 1. Схема плазменной наплавки композиционных сплавов
с использованием в качестве присадочного материала ленточ-
ного релита (а) (1, 2 — соответственно плазмообразующий и
защитный газ; 3 — оболочка; 4 — мелкодисперсная шихта;
5 — армирующие частицы; 6 — присадочный материал; 7 —
наплавленный слой; 8 — образец; 9 — столб плазменной
дуги; 10 — электрод) и макрошлиф наплавленного валика (б)
30 6/2010
Оценку влияния параметров процесса наплав-
ки на свойства наплавленного металла выполняли
при нескольких значениях каждого параметра,
сохраняя остальные параметры режима постоян-
ными.
Качество наплавленного металла оценивали по
методике испытаний композиционных сплавов на
износостойкость по закрепленному абразиву (путь
трения 30 м, скорость скольжения 0,5 м/с) при
одном значении контактного давления, равном
1,055 МПа [3]. Испытывали по три образца нап-
лавленного металла, полученных при фиксиро-
ванных режимах процесса наплавки, а в качестве
показателя принимали среднее арифметическое
значение износа контролируемых образцов.
Экспериментально установлено (рис. 2), что на-
ибольшее влияние на износ И композиционного ме-
талла оказывает сила тока плазменной дуги, с по-
вышением которой увеличивается время сущест-
вования сварочной ванны и ее объем.
С увеличением продолжительности существо-
вания сварочной ванны возрастает время контакта
жидкой матричной фазы сплава и армирующих
частиц, в результате возрастает степень их рас-
творения, снижается концентрация износостойкой
фазы и в итоге уменьшается износостойкость ком-
позиционного сплава в целом.
Скорость наплавки в исследуемом диапазоне
режимов не оказывает заметного влияния на по-
казатели износостойкости. Однако при дальней-
шем ее увеличении происходит ухудшение фор-
мирования наплавленного валика, что приводит
к несплавлениям, исчезновению общей сварочной
ванны, снижению степени проплавления основ-
ного металла и невозможности ведения процесса.
При минимальных значениях скорости подачи
присадочного материала обеспечивается получе-
ние наплавленного металла с низкими эксплуа-
тационными показателями. При этом при фикси-
рованном значении тока наплавки образуется сва-
рочная ванна большого объема, что приводит к
растворению армирующих частиц и снижению из-
носостойкости сплава.
При повышении скорости подачи присадоч-
ного материала увеличивается объем поступления
в плазменную дугу присадочного металла, под-
лежащего расплавлению, на что необходимо боль-
шее количество тепла.
В результате уменьшается растворение арми-
рующих частиц, улучшается формирование нап-
лавленного валика, возрастает его износостой-
кость. Превышение оптимальной скорости подачи
присадочного материала ведет к снижению эф-
фективности плавления поступающего присадоч-
ного материала и основного металла, что приво-
дит к прекращению процесса наплавки (см. рис. 2,
участок показан штриховой линией).
Таким образом, для каждого типоразмера при-
садочного материала (ширины и толщины лен-
точного релита) существует оптимальная область
основных технологических показателей процесса
наплавки (силы тока, скорости наплавки и ско-
рости подачи присадочного материала), взаимос-
вязанных между собой и оказывающих решающее
значение на формирование и геометрические па-
раметры наплавленных валиков.
Между скоростью наплавки, скоростью подачи
присадочного материала и силой тока плазменной
дуги существует тесная зависимость (рис. 3). По-
вышение скорости наплавки обычно сопровож-
дается увеличением скорости подачи присадоч-
ного материала для сохранения постоянных раз-
Рис. 2. Влияние основных технологических параметров про-
цесса плазменной наплавки на износ композиционного
металла
Рис. 3. Зависимость скорости наплавки и скорости подачи
присадочного материала от силы тока плазменной наплавки
6/2010 31
меров наплавленного валика. При этом приходит-
ся увеличивать ток плазменной дуги, чтобы обес-
печить плавление большего количества присадоч-
ного материала.
Таким образом, выбор оптимальных режимов
плазменной наплавки сводится к определению си-
лы тока, скорости наплавки и скорости подачи
присадочного материала. Значения остальных па-
раметров процесса (расход плазмообразующего и
защитного газа, напряжение дуги и пр.) незна-
чительно влияют на формирование износостой-
кого сплава и поддерживаются в указанных выше
пределах.
Влияние основных технологических парамет-
ров процесса плазменной наплавки на размеры
и форму наплавленных валиков показано на
рис. 4.
Как показывает опыт, толщина слоя наплав-
ленных валиков не должна превышать 4…5 мм,
иначе наблюдается резкое снижение качества нап-
лавки, выражающееся в значительном растворе-
нии армирующих частиц. Минимальная толщина
наплавленного металла, которую удалось полу-
чить при использовании ленточного релита с ар-
мирующими зернами размером 0,40…063 мм, сос-
тавляет около 0,7 мм, однако ведение такого про-
цесса наплавки представляет собой значительную
трудность, основная роль при этом отводится ка-
честву присадочного материала.
Таким образом, определены основные техно-
логические показатели процесса плазменной нап-
лавки ленточным релитом и их влияние на
качество композиционного наплавленного метал-
ла. Установлено, что наибольшее влияние на из-
носостойкость композиционного сплава оказы-
вает сила тока плазменной дуги.
1. Гладкий П. В., Переплетчиков Е. Ф., Рябцев И. А. Плаз-
менная наплавка. — Киев: Екотехнологія, 2007. — 292 с.
2. А. с. 1622097. Способ плазменной наплавки компози-
ционных сплавов / А. И. Белый. — Опубл. 22.09.1990.
3. Белый А. И. Материалы и технология наплавки компози-
ционным сплавом элементов бурильной колонны: Дис.
… канд. техн. наук. — Киев: ИЭС им. Е. О. Патона
НАНУ, 2006. — 170 с.
4. ТУ ИЭС 677–88. Релит ленточный АН-ЛЗП.
The paper presents the results of experiments on determination of the influence of technological parameters of the process
of plasma cladding of composite alloys using filler material in the form of flux-cored strip consisting of a metal sheath
and core, on formation and wear-resistance of deposited metal. Strip core included hard-alloy grains based on fused
tungsten carbide.
Поступила в редакцию 25.12.2009
Рис. 4. Влияние тока плазменной дуги (а), скорости наплавки
(б) и скорости подачи присадочного материала (в) на высоту
H (1) и ширину B (2) наплавленного валика
32 6/2010
|