RU2055940C1 - Powder material for laser alloying of metal surfaces - Google Patents
Powder material for laser alloying of metal surfaces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2055940C1 RU2055940C1 RU93025258A RU93025258A RU2055940C1 RU 2055940 C1 RU2055940 C1 RU 2055940C1 RU 93025258 A RU93025258 A RU 93025258A RU 93025258 A RU93025258 A RU 93025258A RU 2055940 C1 RU2055940 C1 RU 2055940C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- self
- coal
- metal surfaces
- spinel
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 10
- 238000005275 alloying Methods 0.000 title claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 title description 4
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011029 spinel Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 3
- 229910002515 CoAl Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 claims 2
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 229910019114 CoAl2O4 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 abstract 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение касается покрытий, получаемых физико-металлургическими методами, а именно к составам на основе порошков из самофлюсующихся сплавов NiCrSiB для легирования металлических поверхностей с использованием лазерного излучения, которые могут быть применены для поверхностного упрочнения деталей техники различных машин и механизмов и их восстановления. The invention relates to coatings obtained by physical and metallurgical methods, namely, compositions based on powders of self-fluxing NiCrSiB alloys for alloying metal surfaces using laser radiation, which can be used for surface hardening of machine parts of various machines and mechanisms and their restoration.
Известно применение для лазерного легирования самофлюсующихся порошков системы NiCrSiB, которые позволяют получать модифицированные поверхности, обладающие высокой твердостью и прочностью сцепления с основой. Однако их износостойкость в условиях сухого трения недостаточно высока [1]
Используются также и механические смеси порошков самофлюсующихся сплавов на основе никеля с карбидами тугоплавких металлов (Kretzschmar E. Neue Erkenntnisse and dem Gebiet Thermisches Spritzen // Schweisstechnik 1977. N 7 s. 309-313. Pat. 32300097, US, C1C09d 5/00. Coating composition G. Wesley Fischer. -Publ. 18.01.66). Для получения положительного эффекта карбиды обычно вводят в исходный порошок в значительных количествах (от 20 до 90%), что приводит к существенному удорожанию материала [2]
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является самофлюсующийся порошок ПГ-СР4 (ГОСТ 24148-75). Существенным недостатком поверхностей, легированных этим порошком является недостаточно низкий износ в условиях сухого трения [3]
Предлагаемый порошковый материал на основе ПГ-СР4 для лазерного легирования металлических поверхностей дополнительно содержит ультрадисперсный порошок шпинели СоAl2O4 при следующем содержании компонентов, мас.It is known to use the NiCrSiB system for laser doping of self-fluxing powders, which allows to obtain modified surfaces with high hardness and adhesion to the base. However, their wear resistance in dry friction is not high enough [1]
Mechanical mixtures of powders of self-fluxing nickel-based alloys with refractory metal carbides are also used (Kretzschmar E. Neue Erkenntnisse and dem Gebiet Thermisches Spritzen // Schweisstechnik 1977. N 7 s. 309-313. Pat. 32300097, US,
Closest to the proposed invention by technical essence is a self-fluxing powder PG-SR4 (GOST 24148-75). A significant drawback of surfaces doped with this powder is not sufficiently low wear under dry friction [3]
The proposed powder material based on PG-CP4 for laser alloying of metal surfaces additionally contains ultrafine CoAl 2 O 4 spinel powder in the following components, wt.
Шпинель CoAl2O4 5-15
Самофлюсующийся
порошок ПГ-СР4 Остальное
Самофлюсующийся порошок ПГ-СР4 (ГОСТ 24148-75) металлический порошок, химический состав которого соответствует, мас. Ni основа, Сr 15-18; C 0,6-1,0; Si 3,0-4,5; B 2,8-3,8; Fe ≅5,0. Форма частиц сферическая или круглая, размер частиц 160 мкм, температура плавления 1050-1120оС, твердость 55HRC. Шпинель CoAl2O4 порошок синего цвета, форма частиц сферическая, размер ≅70 нм.Spinel CoAl 2 O 4 5-15
Self-fluxing
PG-SR4 powder
Self-fluxing powder PG-SR4 (GOST 24148-75) metal powder, the chemical composition of which corresponds to, wt. Ni base, Cr 15-18; C 0.6-1.0; Si 3.0-4.5; B 2.8-3.8; Fe ≅ 5.0. Particle shape round or spherical, particle size of 160 microns, a melting temperature of 1050-1120 ° C, a hardness of 55HRC. Spinel CoAl 2 O 4 is a blue powder, the shape of the particles is spherical, size ≅70 nm.
Сущность изобретения заключается в том, что для получения порошкового материала для лазерного легирования в порошок самофлюсующегося сплава ПГ-СР4 вводят ультрадисперсный порошок шпинели CoAl2O4 и смешивают в смесителе. Затем полученный материал в виде пасты на неорганическом связующем (силикатный клей) наносят на поверхность детали и оплавляют непрерывным технологическим лазером.The essence of the invention lies in the fact that in order to obtain a powder material for laser doping, an ultrafine CoAl 2 O 4 spinel powder is introduced into the powder of the self-fluxing PG-CP4 alloy and mixed in a mixer. Then the obtained material in the form of a paste on an inorganic binder (silicate glue) is applied to the surface of the part and fused with a continuous technological laser.
Оказалось, что при формировании оплавленного легированного слоя происходит модифицирование его структуры. При удельной мощности лазерного излучения 40-50 Дж/мм2 формируется аустенитная матрица (γ-Fe), легированная никелем и хромом, упрочненная карбидами типа Me23C. Введение ультрадисперсного порошка CoAl2O4 повышает дисперсность структурных составляющих, равномерность их распределения. Ультрадисперсный порошок является дополнительной упрочняющей фазой в структуре покрытия и приводит к значительному повышению его износостойкости в условиях сухого трения.It turned out that during the formation of a fused alloyed layer, its structure is modified. At a specific laser radiation power of 40-50 J / mm 2 , an austenitic matrix (γ-Fe) is formed, alloyed with nickel and chromium, hardened with Me 23 C carbides. The introduction of ultrafine CoAl 2 O 4 powder increases the dispersion of the structural components and the uniformity of their distribution. Ultrafine powder is an additional hardening phase in the structure of the coating and leads to a significant increase in its wear resistance in dry friction.
П р и м е р. К порошку ПГ-СР4 добавляют ультрадисперсный порошок шпинели CoAl2O4 и перемешивают в смесителе. В полученную смесь добавляют силикатный клей для получения пасты, наносят его слоем толщиной 0,5 мм на обрабатываемую поверхность, сушат в естественных условиях 24 ч, доводят шлифшкуркой для придания поверхности шероховатости и затем оплавляют лазером типа ЛОК-3М или ХЭБР при удельной мощности 44 дт/мм2.PRI me R. The ultrafine CoAl 2 O 4 spinel powder is added to the PG-CP4 powder and mixed in a mixer. Silicate glue is added to the resulting mixture to obtain a paste, it is applied with a layer of 0.5 mm thickness on the surface to be treated, dried in natural conditions for 24 hours, polished with a sandpaper to roughen the surface and then fused with a LOK-3M or HEBR laser with a specific power of 44 dt / mm 2 .
Параметры получения смесей предлагаемого состава и свойства легированных поверхностей приведены в таблице. The parameters for obtaining mixtures of the proposed composition and properties of alloyed surfaces are given in the table.
Испытания на износ поверхностей из предлагаемого материала проводили по схеме диск-колодка в условиях сухого трения. В качестве диска использовали испытуемые образцы, материал неподвижной колодки сплав ВК-20. Скорость скольжения была равна 1,1 м/c, удельное давление 9,81 МПа. Величина износа определялась линейным способом индикатором типа И4 (ГОСТ577-68) с точностью 0,005 мкм. Tests for wear of the surfaces of the proposed material were carried out according to the disk-block diagram under dry friction. The test samples were used as a disk, the material of a fixed block was VK-20 alloy. Sliding speed was 1.1 m / s, specific pressure 9.81 MPa. The amount of wear was determined in a linear way by an indicator of type I4 (GOST577-68) with an accuracy of 0.005 microns.
Как показали результаты испытаний, приведенные в таблице, легированные поверхности из порошковых материалов предлагаемого состава имеют более высокую износостойкость. Износостойкость повышается в 2,1-2,5 раза. Наибольшую износостойкость имеет состав с содержанием шпинели СoAl2O4 15% Увеличение содержания шпинели приводит к резкому снижению износостойкости.As the test results shown in the table showed, the alloyed surfaces of powder materials of the proposed composition have higher wear resistance. Wear resistance increases by 2.1-2.5 times. The composition with the CoAl 2
Применение износостойкости материала предлагаемого состава позволило увеличить срок службы деталей за счет повышения износостойкости и снизить затраты на ремонт техники. The use of wear resistance of the material of the proposed composition allowed to increase the service life of parts by increasing wear resistance and reduce the cost of repairing equipment.
Claims (1)
Ультрадисперсный порошок сложного оксида кобальта и алюминия со структурной шпинели CoAl2O4 - 5 - 15
Самофлюсующийся никелевый порошок марки ПГ-СР4 - ОстальноеPOWDER MATERIAL FOR LASER ALLOYING OF METAL SURFACES based on self-fluxing nickel powder grade PG-CP4, characterized in that it additionally contains ultrafine powder of complex cobalt oxide and aluminum with the structure of CoAl 2 O 4 spinel in the following ratio, wt.
Ultrafine powder of complex cobalt oxide and aluminum with structural spinel CoAl 2 O 4 - 5 - 15
PG-CP4 Self-Fluxing Nickel Powder - Else
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93025258A RU2055940C1 (en) | 1993-05-06 | 1993-05-06 | Powder material for laser alloying of metal surfaces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93025258A RU2055940C1 (en) | 1993-05-06 | 1993-05-06 | Powder material for laser alloying of metal surfaces |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2055940C1 true RU2055940C1 (en) | 1996-03-10 |
| RU93025258A RU93025258A (en) | 1996-11-20 |
Family
ID=20141078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93025258A RU2055940C1 (en) | 1993-05-06 | 1993-05-06 | Powder material for laser alloying of metal surfaces |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2055940C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103602858A (en) * | 2013-11-20 | 2014-02-26 | 张翀昊 | Special cobalt base metal ceramic alloy powder for continuous fiber laser cladding |
| CN103602856A (en) * | 2013-11-20 | 2014-02-26 | 张翀昊 | Special nickel base alloy powder for continuous wave fiber laser cladding |
| RU2535123C2 (en) * | 2013-03-12 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО Орел ГАУ) | Procedure for strengthening blades of work members of vehicles |
-
1993
- 1993-05-06 RU RU93025258A patent/RU2055940C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГОСТ 21448-75. Kretzchmar E. Neue Erkenntnisse auf dem Gebiet Thermisches Spritzen //Schweisstechnik, 1977 N7, 309-313. ГОСТ 24148-75. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2535123C2 (en) * | 2013-03-12 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО Орел ГАУ) | Procedure for strengthening blades of work members of vehicles |
| CN103602858A (en) * | 2013-11-20 | 2014-02-26 | 张翀昊 | Special cobalt base metal ceramic alloy powder for continuous fiber laser cladding |
| CN103602856A (en) * | 2013-11-20 | 2014-02-26 | 张翀昊 | Special nickel base alloy powder for continuous wave fiber laser cladding |
| CN103602856B (en) * | 2013-11-20 | 2015-10-28 | 张翀昊 | Be exclusively used in the Co-based alloy powder of continuous wave optical-fiber laser cladding |
| CN103602858B (en) * | 2013-11-20 | 2015-11-18 | 张翀昊 | Be exclusively used in the cobalt-based cermet powder of continous way optical-fiber laser cladding |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3655425A (en) | Ceramic clad flame spray powder | |
| US4013453A (en) | Flame spray powder for wear resistant alloy coating containing tungsten carbide | |
| CA1313927C (en) | Composite wire for wear resistant coatings | |
| US4039318A (en) | Metaliferous flame spray material for producing machinable coatings | |
| KR900004652B1 (en) | High strength, abrasion and corrosion resistant coating compositions, coating methods and coated products | |
| US4136230A (en) | Wear resistant alloy coating containing tungsten carbide | |
| Wu et al. | The wear behavior between hardfacing materials | |
| US3779720A (en) | Plasma sprayed titanium carbide tool steel coating | |
| US4019875A (en) | Aluminum-coated nickel or cobalt core flame spray materials | |
| KR850000805B1 (en) | Austenitic Wear Resistant Steel | |
| JPS62130261A (en) | High abrasion resistant and high corrosion resistant alloy and heat sppay powder | |
| US3819384A (en) | Flame spraying with powder blend of ferromolybdenum alloy and self-fluxing alloys | |
| US4806394A (en) | Method for producing a wear-resistant, titanium-carbide containing layer on a metal base | |
| JPS62112745A (en) | Alloy having high abrasion resistance and high corrosion resistance and flame spraying powder based on said alloy | |
| RU2055940C1 (en) | Powder material for laser alloying of metal surfaces | |
| SU1734578A3 (en) | Powder material for thermal spray-deposition of coatings | |
| USRE27851E (en) | Hard facing alloy composition and method of manufacture | |
| US3627979A (en) | Welding electrode | |
| JPS61270302A (en) | Self-fluxing iron alloy powder | |
| US3406028A (en) | Hard-facing matrix composition and method of preparing same | |
| RU2042728C1 (en) | Powder material for thermal gas spraying | |
| CS233720B2 (en) | Method of application of hard coating on the surface of ferroneous alloy | |
| RU2055936C1 (en) | Powder material for applying of durable gas thermic covering being prepared by self propagating high temperature synthesis | |
| KR890005129B1 (en) | Abrasion and corrosion resistant coating compositions, coating methods and coated products | |
| US3265494A (en) | Alloys for high temperature use containing chromium, tungsten, nickel, cobalt |