2.4 Выбор наплавочных материалов

Выбор наплавочных материалов выполнять соответственно выбранным способам наплавки и способам легирования наплавленного металла.

Наплавочные материалы должны обеспечивать:

- необходимые механические свойства наплавленного металла в соединении с основным металлом;

- необходимую прочность и износостойкость наплавляемой поверхности;

- получение комплекса специальных свойств наплавляемой поверхности.

Нужные свойства наплавленного слоя обычно получают легированием, т.е. введением в его состав легирующих примесей или увеличением в нём углерода, кремния, марганца.

В отличие от сварки, при которой металл сварного шва близок по химическому составу основному металлу, при наплавке металл наплавленного слоя по составу и свойствам в большинстве случаев значительно отличается от основного.

Наибольший эффект наплавка даёт в случае применения высоколегированных сталей и сплавов только для рабочего слоя детали, при этом деталь изготавливают из нелегированной малоуглеродистой конструкционной стали.

Легировать наплавленный металл можно разными способами, причём в зависимости от вида наплавки легирование можно производить одним или несколькими способами.

При выборе способа легирования необходимо учитывать требования к точности и надёжности получения заданного состава наплавленного металла, стабильности состава при возможных колебаниях режима наплавки, его однородности по объёму наплавленного слоя, экономичности и удобству применения метода легирования.

Введение легирующих элементов в наплавленный металл осуществляется различными способами. При ручной наплавке штучными электродами легирование осуществляется через стержень или через покрытие электрода. Применяют также литые прутки или трубчатые электроды, заполненные легирующей шихтой. Если стержень покрытого электрода изготовлен из низкоуглеродистой проволоки, то все легирующие элементы вводятся через покрытие. При этом наблюдается значительное окисление активных элементов. Введение легкоокисляющихся элементов предпочтительней, так как достигаются более стабильные результаты. Именно этот путь легирования избирают при наплавке высокохромистых и хромоникелевых нержавеющих сталей, а также быстрорежущей стали. Электроды в виде литых прутков используют для наплавки сормайта и стеллита. Покрытие этих электродов выполняется нейтральным, а легирующие материалы вводятся в материал прутков.

Рисунок 1 - Схема легирования при наплавке под флюсом

1 – легированная электродная проволока или лента, обычный флюс; 2 – порошковая проволока или лента, обычный флюс; 3 – обычная проволока или лента, легирующий флюс; 4 – обычная проволока, обычный флюс; дозированная засыпка легирующих элементов.

На схеме представлены четыре основных метода легирования металла при наплавке под слоем флюса. Эти методы можно применять каждый самостоятельно, а также в различных комбинациях. Наиболее устойчивые результаты даёт легирование по способу 1, при котором используется легированная проволока или лента сплошного сечения. Аналогично по методу 2 используют порошковую проволоку или ленту. Максимальное количество легирующих элементов, которое можно разместить в порошковой проволоке, составляет 40%, в электродной ленте до 70%. Метод 3 основан на использовании легирующих флюсов, которые позволяют ввести в наплавленный металл до 35% легирующих компонентов. Метод 4 использует дозированную подачу, предварительную засыпку или укладку легированного материала на поверхность изделия.

Главным признаком, по которому следует оценивать тот или иной способ легирования, является надёжность получения заданного химического состава наплавленного металла, доступность наплавочных материалов и удобство применения способа.

При легировании наплавленного металла с помощью электродных материалов в достаточно широком диапазоне режимов наплавки нетрудно получить заданный химический состав наплавленного металла и распределение легирующих элементов по наплавленному слою весьма равномерно.

При выборе способа легирования необходимо учитывать требования к точности и надежности получения заданного состава наплавленного металла, стабильности состава при возможных колебаниях режима наплавки, его однородности по объему наплавленного слоя, экономичности и удобству применения метода легирования.

В данном вопросе необходимо выбрать и описать способы легирования наплавлен- ного металла [1], [4], [6], [9], [10], [14]. Выбор наплавочных материалов необходимо обосновать и описать преимущества. Химический состав, механические свойства выбранных наплавочных материалов необходимо отобразить в таблицах с указанием гарантируемой твердости наплавляемой поверхности.