Результат интеллектуальной деятельности: Способ наплавки алюминидов железа

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при получении износостойких, жаростойких покрытий на основе алюминидов железа Fe₃Al на деталях из углеродистых и низколегированных сталей.

Известен способ наплавки ("Способ наплавки." SU 158785 А, 12.11.1963. Бюллетень №22). По этому способу в качестве наплавляемого материала используют алюминиевую проволоку, процесс наплавки проводят по слою флюса с предварительным введением в разделку ниобия. Недостатками данного способа являются высокая стоимость легирующих компонентов и сложность управления химическим составом наплавленного слоя.

Известен также способ электродуговой наплавки износостойких покрытий ("Способ электродуговой наплавки износостойких покрытий." Патент на изобретение №2327551), который принят за прототип. По этому способу в качестве наплавляемого материала используется присадочная алюминиевая проволока или проволока из алюминиевых сплавов, процесс наплавки проводится в среде защитных газов на режимах, обеспечивающих получение покрытия с содержанием алюминия 20-40% (по массе).

Недостатками данного способа являются неоднородность химического состава по сечению наплавленного слоя, большая глубина проплавления основного металла и низкая производительность процесса наплавки.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение качества наплавленного металла, за счет повышения однородности химического состава по сечению наплавленного слоя и повышение производительности наплавки.

Сущность способа заключается в предварительной наплавке на деталь из углеродистых или низколегированных сталей слоя алюминия в среде защитных газов с применением электродной проволоки из алюминия или алюминиевого сплава. В отличие от прототипа после наплавки формируют наплавленный слой на основе алюминида железа Fe₃Al путем переправления алюминиевого слоя с использованием стальной электродной проволоки. Такая совокупность новых признаков с известными позволяет повысить качество наплавленного металла за счет повышения однородности химического состава по сечению наплавленного слоя, и повысить производительность процесса наплавки.

Способ заключается в том, что предварительно на деталь наплавляется слой алюминия в среде защитных газов с применением электродной проволоки из алюминия или алюминиевого сплава, а затем формируют наплавленный слой на основе алюминида железа Fe₃Al путем переправления алюминиевого слоя с использованием стальной электродной проволоки. Переплавка алюминиевого слоя с введением в алюминиевую ванну жидкой стали позволяет формировать наплавленный слой на основе алюминида железа Fe₃Al, отличающегося высоким комплексом эксплуатационных свойств, с высокой однородностью химического состава наплавленного металла.

Применение электродуговой наплавки плавящимся электродом из алюминия или алюминиевого сплава позволяет уменьшить глубину проплавления основного металла и значительно повысить производительность процесса наплавки по сравнению с прототипом.

Повторная переплавка плавящимся электродом с использованием стальной электродной проволоки позволяет формировать наплавленный слой на основе алюминида железа Fe₃Al, с более высокой однородностью химического состава по сравнению с прототипом.

Примером применения предлагаемого способа является механизированная наплавка на сталь в среде аргона, при которой предварительно наплавляется слой алюминия с применением алюминиевой проволоки диаметром 1,2 мм при напряжении дуги 26 В, силе тока 200 А, скорости подачи проволоки 8 м/мин. После наплавки алюминиевый слой переплавляется с использованием стальной электродной проволоки диаметром 1,2 мм при напряжении дуги 30 В, силе тока 230 A, скорости подачи проволоки 8 м/мин. Это обеспечивает формирование на поверхности стали слоя на основе интерметаллидной фазы Fe₃Al, который отличается повышенной жаростойкостью и износостойкостью.

Предлагаемый способ обеспечивает технический эффект и может быть осуществлен с помощью известных в технике средств. Следовательно, он обладает промышленной применимостью