ПІДВИЩЕННЯ ЗНОСОСТІЙКОСТІ НАПЛАВЛЕНОГО ПРЕСОВОГО ІНСТРУМЕНТУ ШЛЯХОМ УДОСКОНАЛЕННЯ ПОРОШКОВОГО ДРОТУ
DOI:
https://doi.org/10.32782/3041-2080/2024-2-1Ключові слова:
пресовий інструмент, зношування, розгаростійкість, стійкість до схоплювання, наплавлення, самозахисний порошковий дріт, середньохромиста сталь, стійкість, прес-матриця, прес-шайбаАнотація
Стаття присвячена підвищенню зносостійкості наплавленого пресового інструменту зі сталей 3Х3М3Ф та 38ХН3МФА для екструдування кольорових сплавів шляхом удосконалення порошкового дроту для наплавлення. Розглянуті переваги та недоліки різних класів наплавочних матеріалів і запропоновано використати вдосконалений порошковий дріт марки ПП-45Х5В2ГСМФА. У разі наплавлення самозахисним порошковим дротом легуюча частина цієї сталі забезпечує підвищену твердість за високих робочих температур пресування завдяки комплексному зміцненню мартенситної матриці карбідами вольфраму, хрому й інших елементів, а також додатковому зміцненню нітридом ванадію. Це дозволяє суттєво збільшити ресурс інструменту. Окрім того, легування хромом на рівні 4,5–5% підвищило схоплювання з оброблюваним металом. Розгаростійкість, або термовтомна міцність, наплавленого шару підвищена шляхом підбору й оптимізації газошлакоутворювальних компонентів. Оболонку порошкового дроту трубчатої конструкції виготовлено зі сталі 65Г, що дозволило виключити графіт як вуглець-утворювальний компонент. Це суттєво покращило стабільність плавлення порошкового дроту та зменшило забрудненість наплавленого металу неметалевими включеннями екзогенного характеру. Промислові випробування порошкового дроту ПП-45Х5В2ГСМФА проводились для відновлення та зміцнення матриць для гарячого пресування зі сталі 3Х3М3Ф, прес-шайб з ЕШП-сталі цієї ж марки. Відновлені наплавленням матриці порівняно з новими не наплавленими матрицями показали стійкість у 2,4–2,5 раза вище, а просадка робочого діаметра після 5 циклів пресування зменшилася втричі. Повна вартість відновлення матриці наплавленням в 1,5–2 рази нижче вартості нової матриці зі сталі 3Х3М3Ф. Наплавлення розробленим порошковим дротом прес-шайб дозволило підняти зносостійкість не менше ніж удвічі.
Посилання
Наплавлення пресового інструмента для обробки кольорових металів самозахисним порошковим дротом ПП-50Х6В2ГСМФА / І.О. Бойко та ін. Автоматичне зварювання. 2022. № 7. С. 37–41. https://doi.org/10.37434/as2022.07.06.
Бойко І.О. Удосконалення самозахисного порошкового дроту для наплавлення інструменту гарячого пресування мідних сплавів (спеціальність 05.03.06 «Зварювання та споріднені процеси і технології») : автореф. дис. … канд. техн. наук. Краматорськ : Донбаська державна машинобудівна академія, 2013. 153 c.
Study on investigation of hot forging die wear analysis – An industrial case study / R. Rajieva et al. Materials Today: Proceedings. 2020. Vol. 27. Part 3. P. 2752–2757.
The effect of microstructure on abrasive wear of a Fe – Cr – C – Nb hardfacing alloy deposited by the open arc welding process / E.O. Correa et al. Surface and Coatings Technology. 25 August 2015. Vol. 276. P. 479–484. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2015.06.026.
Eremin E.N., Losev A.S. Wear Resistance Increase of Pipeline Valves by Overlaying Welding Flux-cored Wire. Procedia Engineering. 2015. Vol. 113. P. 435–440. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.07.324.
Welding processes for wear resistant overlays / Patricio F. Mendez et al. Journal of Manufacturing Processes. January 2014. Vol. 16. Issue 1. P. 4–25. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2013.06.011.
Fe – 0,4 wt. % C – 6,5 wt. % Cr hardfacing coating: Microstructuresand wear resistance with La2O3 additive / Xiaoru Hou et al. Applied Surface Science. 30 October 2014. Vol. 317. P. 312–318. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2014.08.118.
Modifying of microstructure and toughness in the weld metal prepared by welding wire containing nanosized titanium oxides / Xiang Luo et al. Materials Science and Engineering: A. 11 March 2021. Vol. 807. 140897. https://doi.org/10.1016/j.msea.2021.140897.
Abrasion resistance of Fe – Cr – C coating deposited by FCAW welding process / Jurandir Marcos et al. Wear.15 July 2021. Volume 476. 203688. https://doi.org/10.1016/j.wear.2021.203688.
Hot wire-assisted gas metal arc welding of hypereutectic Fe Cr C hardfacing alloys: Microstructure and wear properties / Karsten Gunthe et al. Surface and Coatings Technology. 25 January 2018. Vol. 334. P. 420–428. https: doi.org/l0.1016/.surfcoat.2017.11.059.
Effect of Mo on microstructure and wear resistance of slag-free self-shielded metal-cored welding overlay / Dashuang Liu et al. Journal of Materials Processing Technology. August 2019. Vol. 270. P. 82–91. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2019.02.024.
Патент на корисну модель 75517 Україна МПК B 23 K 35/30 (2006.01). Склад порошкового дроту / О.Г. Гринь та ін. Власник Донбас. держ. машинобуд. акад. – № u201204055 ; заяв. 02.04.2012 ; опубл. 10.12.2012, Бюл. № 23. 5 с.
Патент на корисну модель 78770 Україна МПК G 01 № 3/40 (2006.01), G01N 3/54 (2006.01). Спосіб визначення твердості матеріалу при підвищених температурах / І.О. Бойко, О.Г. Гринь. Власник Донбас. держ. машинобуд. акад. – № u201212755 ; заяв. 09.11.2012 ; опубл. 25.03.2013, Бюл. № 6. 5 с.
