5.4 Виды наплавочных материалов и их назначение

В настоящее время в промышленности используются наплавочные материалы широкой номенклатуры. С их помощью можно получить наплавленный металл широкой гаммы состава и структуры. Выделяются классификации наплавочных сплавов по следующим признакам: химическому составу, структуре, видам изнашивания, назначению и др. Информационными банками о наплавочных материалах и их свойствах являются:

1. ГОСТы 10051–75; 21448–75; 21449–75; 11546–75; 22366–77 и др.

2. Классификация Международного института сварки (МИС);

3. Классификация, предложенная Американским обществом по испытанию материалов (ASTM).

При наплавке получили применение следующие виды наплавочных материалов: электроды, наплавочные проволоки, ленты и порошки, наплавочные порошковые смеси и прутки, флюсы.

Электроды. Для ручной дуговой наплавки применяются электроды. Их типы определены ГОСТ 10057–75. Стандарт устанавливает 44 типа электродов. В ремонтном производстве получили применение следующие типы электродов:

− электроды для наплавки деталей, работающих в условиях интенсивных ударных нагрузок: ОЗН-250У; ОЗН-300У; ОЗН-350У; ОЗН-400У; НР-70.

− для наплавки деталей, работающих в условиях преимущественно абразивного изнашивания: Т-620; Т-590; ЭН-ИСТ-01; ЭН-ИСТ-02; ЭН-ИСТ-03; ЭН-ИСТ-04.

− для наплавки деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного изнашивания с ударными нагрузками: ВСН-6; ЦН-11; ЦН-16.

Проволоки сплошного сечения. Выпускаются в соответствии с ГОСТ 2246–80 и ГОСТ 10543–98.

ГОСТ 2246–80 предусматривает 77 марок сварочных проволок (Св-08, Св-08А и др.), 30 — легированной проволоки (Св-08Г2С, Св-08ГСМТ и др.). В легированной проволоке суммарное содержание легирующих элементов составляет 2,5–10%, а в высоколегированной — более 10%.

ГОСТ 10543–98 предусматривает изготовление специальной наплавочной проволоки типа Нп. Сюда входят 9 марок нелегированной проволоки (Нп-25, Нп-30 и др.), 11 марок легированной (Нп-40Г, Нп-30Х5 и др.) и 11 марок высоколегированной (Нп-20Х14, Нп-Х20Н80Т и др.). Диаметр проволоки составляет от 0,3 до 8 мм (0,3; 0,5; 0,8; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,5 и 8 мм).

Порошковые проволоки. Они регламентированы ГОСТ 26101–84. Диаметр проволоки составляет от 2 до 8 мм. Выпускается 23 марки порошковых проволок. Они обозначаются ПП (Порошковая проволока), например, ПП-АН-120; ПП-Нп-90Г13Н4 и др.

Порошковые ленты. Применяются для широкослойной наплавки. Порошковые ленты из углеродистых сталей поставляются по ГОСТ 503–71, ГОСТ 1050–74. Для наплавки высоколегированных коррозионностойких сплавов используются ленты по ГОСТ 5632–72.

Для наплавки деталей землеройных и строительных машин применяют порошковые ленты: ПЛ-У30Х30Г3ТЮ, ПЛ-У30Х25Н3С3 (ПЛ-АН101),

ПЛ-У30Х25Н4С4 (ПЛ-АН102).

Гранулированные порошки. Они производятся по ГОСТ 21448–75. Порошки на железной основе применяют для условий абразивного изнашивания. На никелевой основе порошки служат для повышения стойкости в условиях коррозии, эрозии и агрессивных сред.

Стандартом регламентированы 5 марок порошков на основе Fe. Это высокохромистые чугуны ПГ-С27 (тип ПН-У40Х28Н2С2ВМ); ПГ-С1 (тип ПН-У30Х28Н4С40); ПГ-УС25 (тип ПН-У50Х38Н); ПГ-ФБХ-6-2 (тип ПН-У45Х35ГСР); ПГ-АН1 (тип ПТ-У25Х30СР).

На никелевой основе выпускаются самофлюсующиеся, наплавочные сплавы ПГ-СР (тип ПН-ХН80С2Р2), ПГ-СР3 (тип ПН-ХН80С3Р3), ПГ-СР4 (тип ПН-ХН80С4Р4).

Порошковые механические смеси. Промышленностью выпускаются: смесь КБХ, БХ, ФБХ-6-2, УС-25, псевдосплавы ПС-14-80, ПС-14-60, ПС-15-30, ПС-16-50. Они относятся к высоколегированным хромистым чугунам.

Прутки на основе железа. Литые прутки на основе железа (ГОСТ 21449–75) бывают 2-х типов. Это ПР-С1 (У30Х28Н4С3) и ПР-С27 (У45Х28Н2СВМ). Они предназначаются для ручной, газовой, электродуговой наплавки неплавящимся (графитовым) электродом. Прутки выпускаются диаметром 6–8 мм.

Прутки на основе кобальта. На основе кобальта выпускаются прутки 4-х марок (так называемые стеллиты). Это ПР-В3К; ПР-В3КР; ПР-3В16К; ПР-3В14КБ-1. Наплавленный сплав механически обрабатывается твердосплавным инструментом и шлифованием. Их наплавляют следующими способами: ручным, газовым или электродуговым неплавящимся электродом.

Прутки ПР-В3К используются для наплавки клапанов и клапанных гнезд, ножей ножниц, бойков, направляющих шнеков.

Прутки ПР-В3КР используются для наплавки зубьев дереворежущих пил и режущего инструмента.

Прутками 2-х остальных марок наплавляют опоры скольжения шарошек буровых долот.

Литой карбид вольфрама (релит). Выпускается наплавочный материал 2-х видов: «З» — зерновой и «ТЗ» — трубчато-зерновой.

Релит «З» или «ТЗ» предназначается для наплавки бурового инструмента.

Плавленые флюсы. При наплавке под флюсом необходимо определять сочетания флюсов и электродных проволок. Для ориентировочной оценки и выбора плавленых флюсов предложен показатель химической активности А_ф. Различают высокоактивные (А_ф > 0,6), активные (А_ф = 0,3–0,6), малоактивные (А_ф= 0,1–0,3) и пассивные (А_ф менее 0,1) флюсы.

Высокоактивные флюсы — АН-348А, ОЦС-45М. Их рекомендуется применять в сочетании с низколегированными проволоками.

К активным относятся флюсы АН-26, АН-42, АН-8. Их целесообразно применять для наплавки легированных и среднелегированных сталей.

Малоактивные флюсы марок ОФ-6, ОФ-10, АН-15М, АН-70, АН-28, АН-30 получили ограниченное применение. Перед употреблением их следует прокаливать при 900 ˚С.

Керамические флюсы. Керамические флюсы включают ферросплавы. Температура плавления последних в 1,5–2 раза выше остальных компонентов. Поэтому керамические флюсы получают смешиванием составляющих в заданных пропорциях.

Различают мелкозернистые (0,4–2,5 мм) и крупнозернистые (1,6–4,0 мм) флюсы.

К числу керамических флюсов относятся: АНК-18, 19, 40; ЖСН- 1, 2, 3, 4, 5. Их применение в сочетании с малоуглеродистой проволокой Св-08 или Св-08А позволяет получить твердость в широком диапазоне: от 16–32 HRC_Э до 50–55 HRC_Э.