Boron carbide 80# flux-cored welding wire

1. Что означает это описание?

• Карбид бора (B₄C): Это ключевой компонент. Карбид бора — один из самых твердых известных материалов, уступающий по твердости только алмазу и кубическому нитриду бора. Его твердость по шкале Мооса составляет от 9 до 10. Именно эта исключительная твердость придает сварочному шву его главное свойство:  исключительную износостойкость .
• 80#: Это указывает на размер частиц абразива из карбида бора  до их включения в проволоку. «#» обозначает американский стандарт размера частиц в мешах. Зернистость 80 меш соответствует среднему размеру частиц около 180 микрон (0,007 дюйма). Это относительно крупнозернистая зернистость, подходящая для обеспечения высокой износостойкости, а не для получения гладкой поверхности.
• Сварочная проволока с порошковой проволокой (FCAW): это система подачи. Она представляет собой металлическую трубку («оболочку»), заполненную порошком («сердечник с порошком»). В данном случае порошковый сердечник состоит из частиц карбида бора, смешанных с другими флюсующими веществами.

2. Цель и применение

• Исключительная износостойкость: это основная функция. Сварочный слой превращается в композитный материал, в котором невероятно твердые частицы B₄C внедрены в прочную металлическую матрицу (обычно на основе железа).
• Хорошие смазывающие свойства: карбид бора обладает самосмазывающимися свойствами в определенных условиях.
• Поглощение нейтронов: B₄C является сильным поглотителем нейтронов, но это редко является причиной его использования в наплавке; основной определяющей характеристикой является износостойкость.

• Горнодобывающая промышленность и переработка минералов: буровые долота, вальцы дробилок, молотки измельчителей, рабочие колеса шламоперекачивающих насосов и винтовые конвейеры для транспортировки высокоабразивных руд.
• Конструкция: зубья экскаваторов, кромки отвалов бульдозеров, режущие головки для тоннелепроходческих машин.
• Сельское хозяйство: лемехи, культиваторы, используемые для обработки песчаных или каменистых почв.

3. Как это работает: процесс сварки

1. Сварка: порошковая проволока непрерывно подается в сварочную дугу (процесс, подобный сварке под флюсом (FCAW) или сварке под флюсом (SAW)).
2. Плавление: Внешняя металлическая оболочка плавится, образуя матрицу сварочной ванны. Флюсовый сердечник создает защитный газовый экран и шлак, предохраняя расплавленный металл от воздействия воздуха.
3. Введение частиц: Частицы карбида бора в сердечнике высвобождаются в сварочную ванну. Из-за своей чрезвычайно высокой температуры плавления (более 2400 °C) они  не плавятся . Вместо этого они остаются в виде твердых частиц.
4. Затвердевание:​ Сварочная ванна затвердевает, удерживая твердые частицы B₄C внутри более прочной и пластичной металлической матрицы. В результате на поверхности детали образуется слой металломатричного композита (ММК).

4. Важные соображения и проблемы

• Чрезвычайные трудности при сварке: Карбид бора вступает в реакцию с железом. При температурах дуги он может растворяться и образовывать бориды железа, которые чрезвычайно тверды, но при этом очень хрупки. Это может привести к:
  • Высокая чувствительность к растрескиванию: наплавленный шов склонен к растрескиванию из-за высоких остаточных напряжений и хрупкости. Предварительный нагрев и строгий контроль температуры между проходами имеют  решающее значение .
  • Требуется опыт: Эта проволока не для начинающего сварщика. Для ее использования требуются высококвалифицированные операторы, понимающие процедуры наплавки хрупких материалов.
• Ограниченная доступность: В стандартных, распространенных сварочных проволоках для наплавки используются карбиды хрома или карбиды вольфрама. Проволока из карбида бора — это нишевый, специализированный продукт. Вам, вероятно, потребуется связаться со специализированными производителями сварочной проволоки, а не с обычными поставщиками сварочного оборудования.
• Стоимость: Карбид бора — дорогостоящий материал. Эта проволока будет значительно дороже стандартных сплавов для упрочнения покрытия.
• Обрабатываемость:​ Финишный сварочный шов  не поддается механической обработке обычными инструментами. Его можно обработать только шлифованием алмазными или кубическими нитридными борными (КНБ) кругами.

5. Сравнение с альтернативными проволоками для упрочнения покрытия.

Заключение

1. Достаточно ли сильный износ, чтобы оправдать его стоимость и сложность? Для 90% работ по упрочнению поверхности достаточно проволоки из карбида хрома или карбида вольфрама, и ее гораздо проще наносить.
2. Есть ли у меня квалифицированные сварщики и строгий контроль за соблюдением процедур (особенно предварительного нагрева), чтобы предотвратить образование трещин? Если нет, то, скорее всего, изделие потерпит неудачу.