Наплавочный материал с эффектом вторичного твердения для повышения стойкости металлообрабатывающего инструмента
Описана новая порошковая проволока, которая обеспечивает наплавление металла типа мартенситностареющей стали с легирующей системой Fe–Ni–Mo–Mn–Si–V–Ti–Cr–Al–B. Описано технологию наплавки ножей для резки арматуры. Приведены результаты эксплуатации испытания ножей на стойкость. Описано новий порошков...
Saved in:
| Published in: | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63281 |
| 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: | Наплавочный материал с эффектом вторичного твердения для повышения стойкости металлообрабатывающего инструмента / Е.Н. Еремин, А.С. Лосев, А.Е. Еремин, Г.П. Румянцев // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2011. — Вип. 14. — С. 453-455. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859520524622757888 |
|---|---|
| author | Еремин, Е.Н. Лосев, А.С. Еремин, А.Е. Румянцев, Г.П. |
| author_facet | Еремин, Е.Н. Лосев, А.С. Еремин, А.Е. Румянцев, Г.П. |
| citation_txt | Наплавочный материал с эффектом вторичного твердения для повышения стойкости металлообрабатывающего инструмента / Е.Н. Еремин, А.С. Лосев, А.Е. Еремин, Г.П. Румянцев // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2011. — Вип. 14. — С. 453-455. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| description | Описана новая порошковая проволока, которая обеспечивает наплавление металла типа мартенситностареющей стали с легирующей системой Fe–Ni–Mo–Mn–Si–V–Ti–Cr–Al–B. Описано технологию наплавки ножей для резки арматуры. Приведены результаты эксплуатации испытания ножей на стойкость.
Описано новий порошковий дріт, який забезпечує наплавлення металу типу мартенситностаріючі сталі з легуючою системою Fe–Ni–Mo–Mn–Si–V–Ti–Cr–Al–B. Описано технологію наплавлення ножів для різання арматури. Наведено результати експлуатації випробування ножів на стійкість.
Described is a new flux-cored wire that provides deposited metal of the type of maraging steel with the alloying system Fe–Ni–Mo–Mn–Si–V–Ti–Cr–Al–B. The technology of hardsurfacing of knifes for armatures cutting is described. The results of exploiting tests of deposited knives are given.
|
| first_indexed | 2025-11-25T21:00:30Z |
| format | Article |
| fulltext |
РАЗДЕЛ 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИНСТРУМЕНТЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
453
6. Можаев С. С., Саромотина Т. Г. Скоростное и силовое точение сталей повышенной прочно-
сти.– М.: Оборонгиз, 1957.– 276 с.
7. Теория пластических деформаций металлов / Под ред. Е. П. Унксова, А. Г. Овчинникова. –
М.: Машиностроение, 1983. – 599 с.
Постапила 09.06.11
УДК 621.791.92.04
Е. Н. Еремин, д-р техн. наук, А. С. Лосев, А. Е. Еремин, Г. П. Румянцев
Омский государственный технический университет, Российская Федерация
НАПЛАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ С ЭФФЕКТОМ ВТОРИЧНОГО ТВЕРДЕНИЯ ДЛЯ
ПОВЫШЕНИЯ СТОЙКОСТИ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
Описана новая порошковая проволока, которая обеспечивает наплавление металла типа ма-
ртенситностареющей стали с легирующей системой Fe–Ni–Mo–Mn–Si–V–Ti–Cr–Al–B. Описано те-
хнологию наплавки ножей для резки арматуры. Приведены результаты эксплуатации испытания
ножей на стойкость.
Ключевые слова: порошковая проволока, легирование, технология наплавки.
Прочный металлический прокат – неотъемлемая составляющая промышленных и строитель-
ных процессов. При производстве большинства металлических, железобетонных и других конструк-
ций арматура, квадрат и стальная полоса являются основными, несущими материалами. Высокая
прочность этих изделий гарантирует качество и долговечность службы изготовляемых с их примене-
нием конструкций. В то же время известно, что чем прочнее материал, тем труднее его обрабатывать.
В этой связи проблема повышения стойкости металлообрабатывающего инструмента приобретает
особую актуальность.
В настоящей работе объектом исследований были ножи для резки арматуры, изготовленные
из инструментальной стали 6ХВ2С. Резку производили на станке СМЖ-172 БН с силой 350 кН. Рас-
краивали прокат диаметром 4–20 мм из низкоуглеродистых и легированных сталей марок Ст3сп,
18Г2С, 35ГС, 23Х2Г2Т и др.
Ножи при резке арматурной стали находятся в сложнонапряженном состоянии, подвержены
большому давлению (до 2500 МПа), высоким динамическим и циклическим нагрузкам. Такие тяже-
лые условия эксплуатации ножей предопределяют их низкую работоспособность и стойкость. Харак-
терными причинами выхода из строя являются смятие и сколы режущих кромок (рис. 1).
Одним из технологичных способов упроч-
нения рабочих поверхностей ножей для резки ме-
талла является износостойкая восстановительная
наплавка. Процессы наплавки позволяют не только
изготовлять ножи, но и многократно ремонтиро-
вать изношенные инструменты при минимальных
материальных затратах [1].
В настоящее время наиболее перспектив-
ными являются наплавочные материалы с эффек-
том вторичного твердения (мартенситно-
стареющие и дисперсионно-твердеющие стали),
эксплуатационные свойства которых значительно
превышают свойства инструментальной стали.
Имеется опыт использования порошковых прово-
лок для получения наплавленного металла, обла-
дающего такими свойствами [2–4]. К характерным
деталям, наплавленным такими порошковыми про-
волоками, относятся инструменты горячего деформирования. Однако, большинство таких материа-
Рис. 1. Вид изношенного ножа для
резки арматуры
Выпуск 14. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
454
лов создает небольшой эффект повышения твердости, а некоторые из них имеют значительную пер-
воначальную твердость. Кроме того, в большинстве случаев эти материалы легированы дефицитны-
ми дорогостоящими элементами (кобальтом, вольфрамом), общее содержание которых достигает
20 %, что обусловливает их высокую стоимость и ограничивает применение [5, 6].
Известно, что некоторые эксплуатационные свойства стали, в частности износостойкость,
существенно зависят как от микроструктуры стали в целом, так и от строения, свойств отдельных
структурных составляющих ее основы и различного рода упрочняющих фаз, а так же от протекания
фазовых превращений [7]. В этой связи большой интерес вызывает использование бора и его соеди-
нений в наплавочных материалах. В качестве легирующего элемента бор широко применяют в жаро-
прочных сталях и сплавах [8, 9], а также в некоторых наплавочных материалах [10, 11]. Вместе с тем
исследованию особенностей влияния боридных соединений в наплавочных материалах на свойства
получаемого металла уделяется недостаточно внимания.
Известно, что бориды обладают более высокой твердостью при несколько меньшей хрупко-
сти, чем карбиды и нитриды, что обусловлено особенностями их кристаллической структуры и проч-
ностью межатомных связей. В отличие от карбидов и нитридов, для которых характерны связи ме-
таллического или ионного типа, бориды имеют решетки преимущественно с ковалентной связью [9].
Изложенное позволяет предположить, что введение соединений бора в наплавленный металл должно
существенно повлиять на его структуру и свойства.
В целях исключения остродефицитных, дорогостоящих элементов (W и Co) из состава изно-
состойких наплавочных материалов с эффектом вторичного твердения разработали состав порошко-
вой проволоки 0Н7М3Г2СФТЮ, дополнительно легированной боридами (B4C, TiB2, CrB2). Наплав-
ленный металл, полученный с применением разработанной проволоки, в исходном состоянии имеет
твердость 32–35 HRC и структуру пересыщенного легирующими элементами твердого раствора же-
лезоникелевого мартенсита с грубой карбоборидной эвтектикой скелетного характера, так-
называемой эвтектикой ванадиевого типа (рис. 2, а). После отпуска при температуре 500 °С в течение
1–2 ч твердость повышается до 52–54 HRC, в результате выделения мелкодисперсных карбоборид-
ных и интерметаллидных фаз (Ме23(С,В)6, Ме7(С,В)3, и Ni3Ti) (рис. 2, б).
а б
Рис. 2. Микроструктура наплавленного металла 0Н7М3Г2СФТЮ с боридами:
а – после наплавки; б – после старения при температуре 500 °С в течение 2 ч
Для испытания наплавленного металла в эксплуатационных условиях изношенные ножи на-
плавляли разработанной порошковой проволокой диаметром 2,4 мм в среде инертного газа при сле-
дующих режимах: силе тока 300 А, напряжении 22–24 В, скорости наплавки 20 м/ч. Толщина рабоче-
го слоя наплавленного металла составляла 3–5 мм, плюс 1,5–2 мм для припуска на последующую
механическую обработку (рис. 3, а). Так как материалом ножей является высокоуглеродистая сталь
6ХВ2С, для предотвращения образования трещин в зоне термического влияния осуществляли пред-
варительный подогрев перед наплавкой до температуры 250–300 °С, а охлаждение после наплавки
происходило на спокойном воздухе в асбестовом полотне. Наплавленный металл хорошо обрабаты-
вается режущим инструментом, поэтому дополнительной термической обработки не требовалось.
После окончательной механической обработки наплавленные ножи термообрабатывали при темпера-
РАЗДЕЛ 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИНСТРУМЕНТЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
455
туре 480–500 °С в течение 1–2 ч с последующим охлаждением на спокойном воздухе для придания
необходимой твердости наплавленному слою (рис. 3, б).
Результаты производственных испытаний на ЖБИ № 5 (г. Омск) показали, что стойкости на-
плавленных ножей превышают стойкость ножей из инструментальной стали 6ХВ2С в 1,5–1,7 раза.
Таким образом применение технологии наплавки с помощью разработанной порошковой проволоки
эффективно при изготовлении и восстановлении металлообрабатывающего инструмента, поскольку
позволяет повысить срок его службы и снизить затраты на его производство.
а б
Рис. 3. Общий вид ножей для резания арматуры: а – после наплавки; б – после механической
обработки
Описано новий порошковий дріт, який забезпечує наплавлення металу типу
мартенситностаріючі сталі з легуючою системою Fe–Ni–Mo–Mn–Si–V–Ti–Cr–Al–B. Описано
технологію наплавлення ножів для різання арматури. Наведено результати експлуатації випробування
ножів на стійкість.
Ключові слова: порошковий дріт, легування, технологія наплавлення.
Described is a new flux-cored wire that provides deposited metal of the type of maraging steel with the
alloying system Fe–Ni–Mo–Mn–Si–V–Ti–Cr–Al–B. The technology of hardsurfacing of knifes for armatures cut-
ting is described. The results of exploiting tests of deposited knives are given.
Key words: flux-cored wire, alloying, technology of hard surfacing.
Литература
1. Рябцев, И. А. Кондратьев И. А. Механизированная электродуговая наплавка деталей метал-
лургического оборудования – Киев : Экотехнология, 1999. – 62 с.
2. Кондратьев И. А., Рябцев И. А., Черняк Я. П. Порошковая проволока для наплавки слоя мартен-
ситно-стареющей стали // Автоматическая сварка. – 2006. – № 4. – С. 50–53.
3. Кальянов В. Н., Багров В. А. Мартенситно-стареющие стали для наплавки штампов // Свароч-
ное производство. – 2003. – № 2. – С. 35–37.
4. Еремин Е. Н., Филппов Ю. О., Покровский Д. Г. Износостойкая наплавка ножей горячей резки
металлопроката // Заготовительные производства в машиностроении. – 2008. – № 4. – С. 17–19.
5. Перкас М. Д., Кардонский В. М. .Высокопрочные мартенситно-стареющие стали – М.: Метал-
лургия, 1971. – 224 с.
6. Потак, Я. М. Высокопрочные стали – М.: Металлургия, 1972. – 208 с.
7. Лившиц Л. С., Гринберг Н. А., Куркумели Э. Г. Основы легирования наплавленного металла –
М.: Машиностроение, 1969. – 188 с.
8. Медовар Б. И., Пинчук Н. И., Чекотило Л. В. Аустенитно-боридные стали и сплавы для свар-
ных конструкций– Киев: Наук. думка, 1970. – 147 с.
9. Лякишев Н. П., Плинер Ю. Л., Лаппо С. И. Боросодержащие стали и сплавы – М.: Металлур-
гия, 1986. – 197 с.
10. Искольдский, И. И. Наплавочные боридные твердые сплавы – М.: Машиностроение, 1965. – 71 с.
11. Арнаутова, М. Б. Бекетов А. Р. и др. Влияние бора на структуру и свойства литой аустенитной
стали 25Х8Г8Т // Литейное производство. – 2007. – № 5. – С. 38–42.
Поступила 15.06.11
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-63281 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2223-3938 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-25T21:00:30Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Еремин, Е.Н. Лосев, А.С. Еремин, А.Е. Румянцев, Г.П. 2014-05-31T09:13:29Z 2014-05-31T09:13:29Z 2011 Наплавочный материал с эффектом вторичного твердения для повышения стойкости металлообрабатывающего инструмента / Е.Н. Еремин, А.С. Лосев, А.Е. Еремин, Г.П. Румянцев // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2011. — Вип. 14. — С. 453-455. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 2223-3938 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63281 621.791.92.04 Описана новая порошковая проволока, которая обеспечивает наплавление металла типа мартенситностареющей стали с легирующей системой Fe–Ni–Mo–Mn–Si–V–Ti–Cr–Al–B. Описано технологию наплавки ножей для резки арматуры. Приведены результаты эксплуатации испытания ножей на стойкость. Описано новий порошковий дріт, який забезпечує наплавлення металу типу мартенситностаріючі сталі з легуючою системою Fe–Ni–Mo–Mn–Si–V–Ti–Cr–Al–B. Описано технологію наплавлення ножів для різання арматури. Наведено результати експлуатації випробування ножів на стійкість. Described is a new flux-cored wire that provides deposited metal of the type of maraging steel with the alloying system Fe–Ni–Mo–Mn–Si–V–Ti–Cr–Al–B. The technology of hardsurfacing of knifes for armatures cutting is described. The results of exploiting tests of deposited knives are given. ru Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности Наплавочный материал с эффектом вторичного твердения для повышения стойкости металлообрабатывающего инструмента Article published earlier |
| spellingShingle | Наплавочный материал с эффектом вторичного твердения для повышения стойкости металлообрабатывающего инструмента Еремин, Е.Н. Лосев, А.С. Еремин, А.Е. Румянцев, Г.П. Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности |
| title | Наплавочный материал с эффектом вторичного твердения для повышения стойкости металлообрабатывающего инструмента |
| title_full | Наплавочный материал с эффектом вторичного твердения для повышения стойкости металлообрабатывающего инструмента |
| title_fullStr | Наплавочный материал с эффектом вторичного твердения для повышения стойкости металлообрабатывающего инструмента |
| title_full_unstemmed | Наплавочный материал с эффектом вторичного твердения для повышения стойкости металлообрабатывающего инструмента |
| title_short | Наплавочный материал с эффектом вторичного твердения для повышения стойкости металлообрабатывающего инструмента |
| title_sort | наплавочный материал с эффектом вторичного твердения для повышения стойкости металлообрабатывающего инструмента |
| topic | Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности |
| topic_facet | Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63281 |
| work_keys_str_mv | AT ereminen naplavočnyimaterialséffektomvtoričnogotverdeniâdlâpovyšeniâstoikostimetalloobrabatyvaûŝegoinstrumenta AT losevas naplavočnyimaterialséffektomvtoričnogotverdeniâdlâpovyšeniâstoikostimetalloobrabatyvaûŝegoinstrumenta AT ereminae naplavočnyimaterialséffektomvtoričnogotverdeniâdlâpovyšeniâstoikostimetalloobrabatyvaûŝegoinstrumenta AT rumâncevgp naplavočnyimaterialséffektomvtoričnogotverdeniâdlâpovyšeniâstoikostimetalloobrabatyvaûŝegoinstrumenta |