ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ НАПЛАВКА ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКОЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ

Представлен анализ методов создания порошковых проволок, используемых для электродуговой наплавки, с акцентом на их химический состав и микроструктуру. Для производства порошковых проволок использовали различные металлические порошки (железо, вольфрам, марганец, хром и ванадий), а также добавляли пыль газоочистки производства алюминия. Рассматривали порошковые проволоки на основе систем Fe – C – Si – Mn – Cr – W – V, Fe – C – Si – Mn – Cr – Ni – Mo, Fe – C – Si – Mn – Cr – Mo – Ni – Ti, Fe – C – Si – Mn – Cr – W – V– Ti, WC ‒ Co, Ni/WC ‒ Co, Fe – Cr – C и Fe – Cr – B, которые применяли для формирования защитных покрытий. Последние играют ключевую роль в промышленности, так как они увеличивают срок службы оборудования, подвергающегося значительным механическим и термическим нагрузкам. Процесс наплавки проводили с использованием сварочного трактора ASAW-1250 в пять слоев, что способствует предотвращению смешивания наплавленного металла с подложкой и повышает качество покрытия. Микроструктурные и химические характеристики были исследованы с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), что позволило глубже понять структуру полученных материалов. В результате проведенных экспериментов выявлено, что состав порошковых проволок и режимы наплавки существенно влияют на характеристики полученного слоя. Обнаруженные глобулярные формы неметаллических включений свидетельствуют о наличии различных оксидов и силикатов, что, в свою очередь, указывает на особенности процесса формирования наплавочного слоя.

1. Metlitskii V.A. Flux-cored wires for arc welding and surfacing of cast iron. Welding International. 2008;22(11):796–800.

2. https://doi.org/10.1080/09507110802593646

3. Filippov M.A., Shumyakov V.I., Balin S.A., Zhilin A.S., Lehchilo V.V., Rimer G.A. Structure and wear resistance of deposited alloys based on metastable chromium-carbon austenite. Welding International. 2015;29(10):819–822. https://doi.org/10.1080/09507116.2014.986891

4. Пегашкин В.Ф. Сравнительный анализ технологий обработки прокатных валков. Черные металлы. 2024;11:22–26.

5. Liu D.S., Liu R.P., Wei Y.H. Influence of tungsten on microstructure and wear resistance of iron base hardfacing alloy. Materials Science and Technology. 2014;30(3):316–322.

6. https://doi.org/10.1179/1743284713Y.0000000359

7. Козырев Н.А., Крюков Р.Е., Михно А.Р., Усольцев А.А., Денисов П.А. Изучение влияния введения в состав порошковой проволоки марки 35В9Х3СФ углеродфторсодержащей добавки. Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2019;4(30):16–20.

8. Михайловский Г.М., Нгуен В.В., Захаров П.К. Формирование износостойких слоев дуговой наплавкой с использованием порошковых проволок. Глобальная энергия. 2024;30(4):53–64.

9. Емелюшин А.Н., Петроченко Е.В., Нефедьев С.П. Исследование структуры и ударно-абразивной износостойкости покрытий системы Fe – C – Cr – Mn – Si, дополнительно легированных азотом. Сварочное производство. 2011;10:18–22.

10. Еремин Е.Н., Лосев А.С., Бородихин С.А., Маталасова А.Е., Пономарев И.А. Порошковая проволока для наплавки коррозионно-стойкой и износостойкой стали. Вестник машиностроения. 2018;7:66‒68.

11. Макиенко В.М., Соколов П.В., Перваков Д.Г. Восстановление деталей и узлов подвижного состава методом электродуговой наплавки. Транспорт Азиатско-Тихоокеанского региона. 2016;1(6):6–11.

12. Li R., He D.Y., Zhou Z., Wang Z.J., Song X.Y. Wear and high temperature oxidation behavior of wire arc sprayed iron based coatings. Surface Engineering. 2014;30(11):784–790.

13. Бородихин С.А., Еремин Е.Н., Лосев А.С. Порошковая проволока с карбидом бора для восстановительной наплавки прокатных валков. Россия молодая: передовые технологии – в промышленность. 2015;1:11–14.

14. Яковлев Д.С. Анализ технологических особенностей сварки порошковой проволокой. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». 2014;14(2):92–95.

15. Babinets A.A., Ryabtsev I.A., Panfilov A.I., Zhdanov V.A., Ryabtsev I.I. Influence of methods of arc surfacing with flux-cored wire on penetration of base metal and formation of deposited metal. The Paton Welding Journal. 2016;11:17–22. https://doi.org/10.15407/tpwj2016.11.03

16. Ryabtsev I.O., Babinets A.A., Lentugov I.P., Zhdanov V.O., Ryabtsev I.I., Osin V.V. Methods of Investigation of the Deposited Metal Properties and Their Application for the Development of Flux Cored Wires. Materials Science. 2024;59(4):467–473.

17. Козырев Н.А., Осетковский И.В., Усольцев А.А., Полевой Е.В., Михно А.Р. Исследование состава неметаллических включений и микроструктуры электродугового покры-тия, сформированного с использованием порошковой проволоки системы Fe – C – Si – ‒ Mn – Сr – Ni – Mo. Известия вузов. Черная металлургия. 2022;65(6):421–426.

18. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2022-6-421-426

19. Райков С.В., Коновалов С.В., Капралов Е.В., Будовских А.Е., Целлермаер В.Я. Формирование износостойких поверхностных слоев наплавкой. Известия вузов. Черная металлургия. 2015;58(10):769–774.

20. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2015-10-769-774

21. Pournajaf Е., Abbasi А., Hamidreza N. Microstructure and wear resistance of single- and multi-layered low-carbon Fe – Cr – C – Mo – Mn clads deposited by shielded metal arc welding. Journal of Materials Engineering and Performance. 2021;30(10):7704–7715.

22. Kibko N.V., Usoltsev A.A., Mikhno A.R., Sychev A.A. Effect of titanium on the structure and properties of clad metal from powder wires of Fe – C – Si – Mn – Cr – W– V and Fe – C – – Si – Mn – Cr – Mo – Ni Systems. Metal Science and Heat Treatment. 2022;64(5–6):281–284. https://doi.org/10.1007/s11041-022-00801-1

23. Erfanmanesh M., Shoja-Razavi R., Abdollah Pour H., Mohammadian Semnani H., Barekat M., Hashemi S.H. Friction and wear behavior of laser cladded WC ‒ Co and Ni/WC ‒ Co deposits at high temperature. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2019;81:137–148.

24. Stupnytskyi T.R., Student M.M., Pokhmurska H.V., Hvozdetskyi V.M. Optimization of the Chromium Content of Powder Wires of the Fe – Cr – C and Fe – Cr – B Systems According to the Corrosion Resistance of Electric-Arc Coatings. Materials Science. 2016;52(2):165–172.

25. https://doi.org/10.1007/s11003-016-9939-8