BRPI0507749B1 - Method for producing a consumable iron-leaf welding material containing carbonet - Google Patents

Method for producing a consumable iron-leaf welding material containing carbonet Download PDF

Info

Publication number
BRPI0507749B1
BRPI0507749B1 BRPI0507749-4A BRPI0507749A BRPI0507749B1 BR PI0507749 B1 BRPI0507749 B1 BR PI0507749B1 BR PI0507749 A BRPI0507749 A BR PI0507749A BR PI0507749 B1 BRPI0507749 B1 BR PI0507749B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
batch
ferroalloy
hard surface
consumable
welding
Prior art date
Application number
BRPI0507749-4A
Other languages
English (en)
Inventor
Francis Dolman Kevin
Original Assignee
Francis Dolman Kevin
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AU2004900769A external-priority patent/AU2004900769A0/en
Application filed by Francis Dolman Kevin filed Critical Francis Dolman Kevin
Publication of BRPI0507749A publication Critical patent/BRPI0507749A/pt
Publication of BRPI0507749B1 publication Critical patent/BRPI0507749B1/pt

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/32—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C
    • B23K35/327—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C comprising refractory compounds, e.g. carbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10—Alloys containing non-metals
    • C22C1/1036—Alloys containing non-metals starting from a melt
    • C22C1/1068—Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
    • C22C27/06—Alloys based on chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0207—Using a mixture of prealloyed powders or a master alloy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • C23C26/02—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00 applying molten material to the substrate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent
    • B23K35/308—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

método para produzir um material consumível de soldagem de ferro-liga que contém carboneto, material resultante e método para produzir um depósito por soldagem de recobrimento de superfície e depósito resultante expõe-se um método para produzir um material consumível de soldagem de ferro-liga que contém carboneto e um método para produzir um depósito por soldagem de recobrimento de superfície em um substrato adequado que utiliza o material consumível. o método para produzir o material consumível compreende as etapas de preparar uma fornada homogênea que tem uma concentração requerida de elementos chave, tais como carbono, cromo e manganês, para o material consumível e formar um material consumível a partir da fornada.

Description

"MÉTODO PARA PRODUZIR UM MATERIAL CONSÜMÍVEL DE SOLDAGEM DE FERRO-LIGA QUE CONTÉM CARBONETO" Introdução [0001] Refere-se a presente invenção materiais de ferro-liga para recobrimento de superfície que contêm predominantemente carbonetos de cromo e carbonetos formados a partir de outros elementos de formação de carboneto resistentes, tais como molibdênio, titânio, tungstênio, vanádio, nióbio e boro.
[0002] Materiais de ferro-liga que contêm carbonetos têm sido amplamente usados durante muitos anos como consumíveis para depósito por soldagem de recobrimento de superfície em substratos, em aplicações onde é requerida resistência a erosão e abrasão intensa.
[0003] Uma dessas aplicações compreende depósitos de soldagem de recobrimento de superfície dura de material de ferro-liga de carboneto de cromo em calhas de descarga para trituradores em usinas de processamento de minerais.
[0004] Quando recobrimentos de superfície duros de materiais de ferro-liga de carboneto de cromo são formados por soldagem em substratos, a microestrutura desejada para os depósitos de solda que formam os recobrimentos de superfície duros é hipereutética contendo cerca de 30-60 %, volume, de carbonetos de M7C3 em uma matriz ferrosa (M = Cr, Fe e Mn) , uma dureza nominal dos carbonetos de M7C3 de 1200- 1500 HV, e uma dureza nominal da matriz ferrosa de 600700 HV.
[0005] De uma maneira geral, teores de carboneto mais altos na microestrutura produzem maior resistência ao desgaste. Existe uma correlação direta entre o teor de carboneto M7C3 na microestrutura e o teor de carbono quimicamente combinado no metal de solda usado para formar os recobrimentos de superfície duros.
[0006] Os consumíveis de soldagem para recobrimentos de superfície duros de material de ferro-liga de carboneto de cromo usualmente compreendem uma mistura de pós de ferros-ligas e ferro.
[0007] Os pós de ferros-ligas podem ser encapsulados em um ouropel de ferro para produzir seja um eletrodo de vareta ou um arame de enchimento contínuo que se funde em uma poça de solda fundida. Alternativamente, os pós de ferros-ligas podem ser adicionados a uma poça de solda fundida formada por um eletrodo consumível de arame de ferro sólido.
Mistura Típica de Pó de Ferro-liga da Técnica Anterior [0008] Na Tabela 1 encontra-se ilustrada uma mistura típica de pós de ferro-cromo de alto teor de carbono (HCFeCr) e ferro-manganês de alto teor de carbono (HCFeMn) usados como consumíveis de soldagem na produção de um recobrimento de superfície dura de material de ferro-liga de carboneto de cromo.
[0009] Tabela 1. Mistura de Pó de Ferro- Liga da Técnica Anterior % Peso % Cr I C % Μη I Fe HCFeCr 94 67 8,5 24,5 HCFeMn 6 7,0 75 18,0 Mistura 100 63,0 8,4 4,5 24,1 de Pós [0010] A mistura de pós de ferro-liga final exposta na Tabela 1 retro, com uma composição química de Fe-63Cr-8,4C-4,5Mn, é constituída de 941 em peso de HCFeCr (composição nominal = Fe-67Cr-8,50 misturado- com 61 em peso de HCFeMn (composição nominal = Fe-75Mn-7,OC].
[0011] É evidente a partir do exposto que a relação cromo/carbono da mistura de pós de ferro-liga final = 63,0/8,4 isto é, para a Mistura de Pós de Ferro-Liga Cr/C = 7,50 [0012] Tanto o HCFeCr quanto o HCFeMn podem conter aproximadamente II de silício e quantidades mínimas de outros elementos residuais. Estes constituintes são ignorados nestes cálculos.
[0013] Tanto o HCFeCr quanto o HCFeMn são materiais quebradiços, friáveis e, afim de formarem consumiveis de soldagem adequados, são triturados individualmente em pó-s com uma dimensão de partícula menor do que 1 mm de diâmetro utilizando-se equipamento de trituração padrão empregado na indústria de processamento de minerais. Os pós são então misturados mecanicamente para poderem produzir uma mistura uniforme de pós de ferros-liga.
[0014] Outros pós de ferros-liga, tais como ferro-molibdênio, ferro-vanádio, ferro-nióbio, ferro-boro e ferro-titânio, podem ser adicionados â mistura com a finalidade de transmitirem propriedades de material diferentes à poça de solda e ao recobrimento de superfície dura resultante.
Depósito Típico de Solda de Recobrimento de superfície dura da Técnica Anterior [0015] A química de um recobrimento de superfície dura que se deposita em um substrato de aço doce a partir de uma poça de soida que contém os pós de ferros-liga misturados descritos anteriormente está ilustrada a titulo de exemplo na Tabela 2. 0 recobrimento de superfície dura é chamado de depósito de solda de recobrimento de superfície dura" na Tabela e doravante.
[0016] Tabela 2. Depósito de Solda de Recobrimento de superfície dura da Técnica Anterior i Peso % Cr % C % Mn % Fe Mistura 55 63, 0 8,4 4,5 24,1 de Pós ____________ Arame de 35 1,0 99,0 Soldagera Diluição 10 0,2 1,0 98,8 Depósito 100______34,7_______4^6______2^_9_____57,8 de Solda_________________________________________________ [0017] No exemplo da Tabela 2, o depósito de solda de recobrimento de superfície dura no substrato de aço doce é constituído de 55%, peso, de mistura de pós de ferros-liga mais 35%, em peso de arame de soldagem de Fe, mais 101 em peso de diluição no substrato.
[0018] A diluição do depósito de solda de recobrimento· de superfície dura é compreendido neste contexto como a profundidade de penetração do substrato de aço doce dividida pela altura final do depósito de solda de recobrimento de superfície dura. Por exemplo, um depósito de solda de recobrimento de superfície dura de 5 mm de espessura típico pode penetrar em um substrato de aço· doce até uma profundidade de aproximadamente 0,5 mm durante o processo de soldagem, resultando em uma diluição de 10% (0,5/5,0).
[0019] A química do depósito de solda de recobrimento· de superfície dura neste exemplo é Fe34,?Cr-4,6C-2,9Mn. A microestrutura compreende aproximadamente 50% em volume de carbonetos M7C3 em uma matriz ferrosa.
[0020] É evidente a partir do exposto retro que a relação de cromo/carbono para o recobrimento de superfície dura = 34,7/4,6 isto é, para o Depósito de Solda de Recobrimento de superfície dura Cr/C = 7,54 Limitações da Técnica Anterior [0021] As limitações da técnica anterior descrita retro e de outra técnica anterior do conhecimento da requerente na manufatura e uso de pós de ferros-liga para produzir depósitos de solda de recobrimento de superfície dura são: 1. O teor de cromo no recobrimento de superfície dura final é muito alto (34,7% Cr no exemplo anterior) em comparação com o teor de cromo em ferros fundidos brancos resistentes ao desgaste adequados especificados, por exemplo, em ASTM A532 e AS 2027. Um teor de cromo mais elevado é um resultado direto de elevação ao máximo da quantidade de carbono combinado (4,6%C) no depósito de solda de recobrimento de superfície dura pela adição de tanto pó de ferro-cromo quanto possível no consumível de soldagem misturado. Isto é, quantidades excessivas do cromo de custo mais elevado são toleradas a fim de elevar ao máximo o teor de carbono no depósito de solda final. A adição de pó de carbono livre à mistura de ferro-liga, com a finalidade de se aumentar o teor de carbono no depósito de solda final não é efetivo uma vez que o carbono livre não se dissolve facilmente na poça de solda fundida durante o tempo de fusão por arco relativamente curto (que é nominalmente 2 a 5 segundos) para formar depósitos de solda de recobrimento de superfície dura nos substratos. 2. Tentativas para adicionar outros ferros-liga, tais como ferro-titânio, ferro-vanádio, ferro-nióbio, ferro-boro e ferro-molibdênio, à mistura de pós de ferros-liga anterior provoca uma redução indesejável no teor de carbono da mistura final e o subseqüente depósito de solda de recobrimento de superfície dura, uma vez que as classes de FeTi, FeV, FeB, FeNb e FeMo comercialmente disponíveis contêm teores de carbono quimicamente combinados relativamente baixos. 3. A mistura de pós de ferros-liga da técnica anterior descrita anteriormente é obtida por mistura mecânica dos pós de HCFeCr e HCFeMn entre si. A mistura mecânica é um meio lento e ineficiente para a obtenção de uma mistura de pós homogênea. 0 grau de dificuldade na obtenção de uma mistura homogênea da mistura de pós aumenta quando outros pós de ferros-liga tais como FeTi e FeV são incluídos na mistura. Além disso, tende a ocorrer segregação dos pós misturados na manipulação e transporte depois da mistura devido às diferenças de densidade entre as diversas ferros-liga. 4. Os pós de ferro-liga principais nos depósitos de solda de recobrimento de superfície dura são obtidos por trituração de HCFeCr aglomerado e HCFeMn aglomerado que são abastecidos por fornecedores de materiais de cargas de fornos que são suados para a produção de fundidos de ferro branco. A experiência demonstrou que estes materiais contêm quantidades variáveis de gases voláteis, os quais desprendem-se violentamente durante os processos de soldagem provocando instabilidade de arco e ejeção de algum pó de ferro-liga a partir da poça de solda. Os depósitos de solda de recobrimento de superfície dura resultantes contêm porosidade de gás, quantidades variáveis de ingredientes de ferros-liga e quantidades variáveis de diluição no substrato de aço. Os depósitos de solda de recobrimento de superfície dura finais são de uma maneira geral desuniforme e podem conduzir a desgaste prematuro localizado em serviço.
Descrição da Invenção [0022] A presente invenção consiste em um método de produzir depósitos de solda de recobrimento de superfície dura aperfeiçoados em comparação com a técnica anterior de uma maneira de custo efetivo.
[0023] O método foi desenvolvido para superar ou pelo menos reduzir ao minimo uma ou mais das quatro desvantagens técnicas dos consumiveis de soldagem de recobrimento de superfície dura de material de ferro-liga de carboneto de cromo descrito anteriormente que foram utilizados anteriormente.
[0024] A presente invenção é baseada na constatação de que depósitos de solda de recobrimento de superfície dura aperfeiçoados podem ser produzidos pela utilização de um método totalmente diferente para produzir consumiveis de soldagem de ferros-liga que são requeridos para formarem os depósitos de solda de recobrimento de superfície dura.
[0025] De acordo com a presente invenção proporciona-se um método para produzir um material consumível de soldagem de ferro-liga que contém carboneto de cromo para utilização subseqüente para produzir um depósito de solda de recobrimento de superfície dura em um substrato adequado que compreende: (a) formar uma fornada homogênea que tem uma concentração requerida de elementos chave, tais como carbono, cromo e manganês, para um material consumível de soldagem de ferro-liga que contém carboneto de cromo; e (b) formar um material consumível de soldagem de ferro-liga que contém carboneto sólido a partir da fornada.
[0026] Preferentemente a etapa (a) compreende formar a fornada homogênea a partir de materiais de alimentação sólidos.
[0027] Preferentemente a etapa (a) compreende formar a fornada homogênea a partir de um material de ferro-liga que contém cromo.
[0028] Preferentemente a etapa (a) compreende formar a fornada homogênea a partir de um ou mais materiais de ferro-liga adicionais, tais como ferro-manganês, ferro-molibdênio, ferro-vanádio, ferro-boro e ferro-titânio.
[0029] Preferentemente a etapa (a) compreende formar a fornada homogênea a partir de uma fonte de carbono livre, tal como grafita.
[0030] Preferentemente a etapa (a) compreende: formar a fornada homogênea a partir de um material que contém ferro (que não seja um ferro-liga que contém cromo) tal como sucata de aço ou sucata de ferro fundido de alto teor de cromo, para diluir a concentração de cromo na fornada.
[0031] Preferentemente a etapa (a) compreende: manter a temperatura da fornada durante um tempo relativamente longo (nominalmente 30 a 60 minutos) para dissolver carbono na fornada, a fim de produzir uma concentração requerida de carbono combinado quimicamente no material consumivel de soldagem de ferro-liga sólido a partir da fornada.
[0032] Preferentemente o método compreende misturar a fornada e formar a fornada homogênea durante um período de tempo requerido à temperatura de forma que o material consumível de soldagem de ferro-liga sólido tenha uma composição uniforme.
[0033] Preferentemente o método compreende desgaseificar a fornada formada na etapa (a) de forma tal que o material consumível de soldagem de ferro-liga sólido formado na etapa (b) facilite um arco de soldagem estável em uma operação de recobrimento de superfície dura subseqüente e, desse modo, reduza ao mínimo a porosidade no recobrimento de superfície dura resultante e elimina a ejeção de pó de ferro-liga a partir da poça de fornada.
[0034] Preferentemente o método compreende remover escória da fornada que foi formada na etapa (a) , de maneira que o material consumível de soldagem de ferro-liga sólido formado na etapa (b) reduz ao mínimo a presença de impurezas não metálicas no depósito de soldagem de recobrimento de superfície dura resultante formada na operação de recobrimento de superfície dura subseqüente.
[0035] Tipicamente, o material consumível de soldagem de ferro-liga sólido formado na etapa (b) está na forma de um pó.
[0036] Preferentemente o método compreende produzir um material consumível de soldagem de ferro-liga que é dotado de uma relação de cromo /carbono < 7,0.
[0037] Preferentemente o método compreende produzir um material consumivel de soldagem de ferro-liga que é dotado de um teor de cromo na faixa de 30-65%, em peso.
[0038] Preferentemente o método compreende produzir um material consumivel de soldagem de ferro-liga que é dotado de um teor de carbono quimicamente combinado maior do que 7,5%, em peso.
[0039] Preferentemente o método compreende produzir um material consumivel de soldagem de ferro-liga dotado de um teor de manganês até um máximo de 10%, em peso.
[0040] Preferentemente o método compreende produzir um material consumivel de soldagem de ferro-liga dotado de um ou mais do que um dos seguintes elementos de formação de liga adicionais: tungstênio, titânio, nióbio, vanádio, molibdênio, e boro.
[0041] Tipicamente, a etapa (a) do método compreende combinar e fundir materiais de alimentação de ferro-liga, que podem estar na forma de um aglomerado, em um forno de fundição adequado.
[0042] A etapa (a) pode compreender adicionar metal de sucata barato à fornada para baixar a quantidade de teor de cromo na fornada a fim de conseguir uma Cr/C < 7,0.
[0043] A etapa (a) pode compreender adicionar grafita à fornada para supersaturar a fornada com carbono a fim de conseguir uma Cr/C < 7,0.
[0044] Preferentemente a etapa (b) de formar o material consumivel de soldagem de ferro-liga sólido a partir da fornada compreende fundir a fornada em um molde(s) adequado ou outros meios de fundição e, depois disso, fragmentar o produto fundido em uma forma adequada, tal como forma de pó.
[0045] De acordo com uma concretização alternativa, muito embora não sendo a única, a etapa (b) de formar o material consumivel de soldagem de ferro-liga sólido a partir da fornada compreende pulverizar a fornada com um gás adequando, tal como argônio, para formar pó sólido a partir da fornada.
[0046] Adicionalmente a tornar possível produzir consumíveis de soldagem de ferro-liga que são dotados de química adequada para a formação de depósitos de soldagem de recobrimento de superfície dura, o método de produção de consumíveis de ferro-liga de acordo com a invenção é dotado de um número de outras vantagens práticas.
[0047] Por exemplo, os materiais de formação de liga são muito eficientemente misturados no estado fundido para produzirem uma mescla de ferro-liga mais homogênea do que aquela conseguida pelos pós de ferros-liga misturados mecanicamente tais como descritos na técnica anterior. Não ocorre segregação do pó de ferro-liga pré-misturado na manipulação ou transporte subseqüentes.
[0048] Todos os voláteis presentes nos materiais de ferro-liga aglomerados são plenamente escoados durante o processo de fusão e isto elimina uma fonte principal de porosidade de gás no metal soldado final e aperfeiçoa a estabilidade do arco de soldagem durante o processo de deposição de solda.
[0049] As impurezas não metálicas presentes nos materiais de carga de ferro-liga iniciais são prontamente removidas por descorificação do metal fundido no forno com agentes fundentes adequados.
[0050] De acordo com a presente invenção proporciona-se igualmente um material consumivel de soldagem de ferro-liga que contém carboneto de cromo produzido pelo método exposto anteriormente.
[0051] De acordo com a presente invenção proporciona-se igualmente um método para produzir um depósito de solda de recobrimento de superfície dura em um substrato adequado que compreende formar uma poça de solda do material consumivel de soldagem de ferro-liga que contém carboneto de cromo descrito anteriormente e um material de fio de soldagem em um substrato e depois disso depositar um depósito de solda de recobrimento de superfície dura de material proveniente da poça de solda no substrato.
[0052] De acordo com a presente invenção proporciona-se um depósito de solda de recobrimento de superfície duro em um substrato adequado, produzido por meio do método definido anteriormente.
[0053] Preferentemente o depósito de solde de recobrimento de superfície dura compreende uma relação de croroo /carbono < 7,0.
[0054] Preferentemente o depósito de solda de recobrimento de superfície dura compreende um teor de crorao menor do que 35%, em peso.
[0055] Preferentemente o depósito de solda de recobrimento de superfície dura compreende um teor de carbono combinado· maior do que 4,0%, em peso.
[0056] Preferentemente o depósito de solda de recobrimento de superfície dura compreende um teor de manganês maior do· que 2,0%, em peso.
[0057] Preferentemente o depósito de solda de recobrimento de superfície dura compreende elementos de formação de carboneto fortes adicionais de molibdênio, tungstênio, titânio, vanádio, nióbio e boro, até um máximo· combinado de 15%, em peso.
[0058] A presente invenção encontra-se descrita mais detalhadamente pela referência aos exemplos expostos em seguida.
Exemplo 1 [0059] Produziu-se um material consumivel de soldagem de ferro-liga, doravante chamado de "material de ferro-liga misturado", de acordo com a presente invenção, pela formação de uma fornada homogênea a partir de pós de HCFeCr e HCFeMn e carbono livre na forma de grafita e depois disso fundiu-se a fornada em um molde. Depois disso, o material fundido· foi triturado na forma de um pó fino.
[0060] A química do material de ferro-liga misturado resultante encontra-se exposta na Tabela 3.
[0061] Tabela 3. Química de Mistura de Pó de Ferro-Liga de Acordo com a Invenção [0062] Foi evidente a partir do Exemplo que: • 31, em peso, de carbono dissolvidos no metal liquido aumentou o teor de carbono combinado quimicamente da mistura final de pó de ferro-liga de 5,6IC para 8,4IC. • Material de alimentação de HCFeCr que continha teores de carbono relativamente baixos (por exemplo, 5,5% C) puderam ser usados em vez do material de alimentação de HCFeCr mais dispendioso que continha teores de carbono mais altos (por exemplo, 8,51 C) usado na mistura de pó de ferro-liga conhecida na Tabela 1. • Material de alimentação de HCFeCr que continha teores de cremo relativamente baixos (por exemplo, 63% C) puderam ser usados em vez do material de alimentação de HCFeCr mais dispendioso que continha teores de crorno mais altos (por exemplo^, 67% c) usado na mistura de pó de ferro-liga conhecida na Tabela 1. • A composição química da mistura de ferro-liga final foi Fe-57,3Cr-8,4C-4,5Mn, Este material mostrou ser quebradiço e friável e facilmente reduzido a um pó fino por trituraçâo da maneira usual.
[0063] A relação cromo/carbono do material de ferro-liga misturado da Tabela 3 = 57,3/8,4 [0064] A química de um depósito de solda de recobrimento de superfície dura final formado utilizando-se o material de ferro-liga misturado da Tabela 3 está ilustrada na Tabela 4 a titulo de exemplo.
[0065] Tabela 4. Química de Depósito de Solda de Recobrimento de Superfície Dura de Acordo com a Invenção [0066] É evidente a partir da Tabela 4 e de trabalho adicional realizado pela requerente que: • 0 teor de cromo do depósito de solda de recobrimento de superfície dura foi reduzido de 34, 7%Cr na técnica anterior (Tabela 2) para 31,5%Cr na presente invenção sem redução do teor de carbono. • A raicroestrutura do depósito de solda final compreendia cerca de 50 por cento, em volume, de carbonetos M?Ci. • A relação de consumíveis de soldagem e quantidade de diluição é idêntica com a Tabela 2, isto é, não houve necessidade de mudanças no procedimento de soldagem de recobrimento de superfície dura usado na técnica anterior.
[0067] A relação de cromo /carbono pára o Depósito de Solda de Recobrimento de Superfície Dura da Tabela 4 = 31,5/4,6, Exemplo 2 [0068] Produziu-se um material de ferro- liga misturado, de acordo com a presente invenção, pelo mesmo método· descrito anteriormente para o Exemplo 1.
[0069] A única diferença entre os exemplos é que este exemplo usou sucata de aço para reduzir mais a relação Cr/C da mistura final. A sucata de aço foi adicionada à mistura de ferro-liga fundida, resultando· em uma redução no teor de cromo e nos custos de material bruto.
[0070] A Tabela 5 proporciona a química do material de ferro—liga misturado.
[0071] Tabela 5. Química do Pó de Ferro-Liga Misturado com Sucata de Aço de Acordo com a Invenção |0072] É evidente a partir do Exemplo que: • A sucata de aço (201, peso) abaixou o teor de cromo da mistura final. • O teor de cromo da mistura de ferro-liga foi reduzido de 63,01 na mistura de pó de ferro- liga da técnica anterior {Tabela 1) para 44,1% na mistura da presente invenção (Tabela 5} . * A composição química da mistura de ferro-liga final foi Fe-44,lCr-8,3C-4,7Mn. Constatou-se que este material era quebradiço e friável e facilmente reduzido a um. pó fino mediante trituraçâo da maneira usual.
[0073] A relação de cromo /carbono do material de ferro-liga misturado da Tabela 5 = 44,1/8,3, [0074] A química de um depósito de solda de recobrimento de superfície dura final formado utilizando-se o material de ferro-liga misturado da Tabela 5, isto é, incorporando-se sucata de aço, encontra-se ilustrada na Tabela 6.
[0075] Tabela 6. Depósito de Solda de Recobrimento de Superfície Dura Produzido cora Pó de Ferro-liga Misturado com Sucata de Aço [0076] O teor de cremo de 24,3%, em peso, do depósito* de soldagem de recobrimento de superfície dura da Tabela 6 é semelhante ao teor de cromo dos ferros fundidos brancos resistentes ao desgaste em ASTM A532. Ao mesmo* tempo, o teor de carbono combinado* quimicamente foi de 4,6%, em peso, proporcionando uma micreestrutura que exibiu cerca de 45%, em volume de carbonetos M7C3.
Exemplo 3 [0077] Produziu-se um material de ferro-liga misturado, de acordo com a presente invenção, por meio do mesmo método tal como descrito* para o Exemplo 1.
[0078] A única diferença entre os exemplos é que neste Exemplo foi usada sucata de ferro fundido branco para reduzir ainda mais a relação de Cr/C da mistura final, A sucata de ferro fundido branco foi adicionada à mistura de ferro-liga fundido, resultando* em uma redução no teor de cromo e custos de matéria-prima. Com particularidade, a sucata de ferro fundido branco resultou em uma redução maior na quantidade de HCFeCr na mistura de pó e uma redução* correspondente nos custos de matéria-prima.
[0079] A Tabela 7 proporciona a química do material de ferro-liga misturado.
[0080] Tabela 7. Quimica do Pó de Ferro-Liga Misturado com Sucata de Ferro Branco de Acordo com a Invenção [0081] A química do material de ferro-liga misturado da Tabela 7 foi quase idêntica à mistura ilustrada na Tabela 5, mesmo que se utilizassem somente 55%, em peso· de HCFeCr no material de Carga de forno.
[0082] A relação de cremo /carbono do material de ferro-liga misturado da Tabela 7 = 44,1/8,5.
[0083] Muitas modificações podem ser realizadas nas concretizações da presente invenção descritas anteriormente sem escapar do espirito e escopo da invenção» REIVINDICAÇÕES

Claims (9)

1 - Método para produzir um material consumivel de soldagem de ferro-liga gue contém carboneto para recobrimento de superfície dura em um substrato adequado, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: (a) combinar e fundir para formar uma fornada homogênea a partir de um material de ferro-liga sólido contendo cromo e uma fonte de carbono livre com a etapa que inclui manter a temperatura da fornada durante um tempo de 30 a 60 minutos; (b) formar um material consumivel de soldagem de ferro-liga que contém carboneto sólido tendo uma relação de cromo/carbono inferior a 7,0 e um teor de cromo em uma faixa de 30 a 65% em peso a partir da fornada.
2 - Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa (a) compreende formar a fornada homogênea a partir de materiais de alimentação sólidos.
3 - Método, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a etapa (a) compreende adicionar grafite à fornada para supersaturar a fornada com carbono.
4 - Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a etapa (a) compreende: formar a fornada homogênea a partir de um material que contém ferro (que não seja um ferro-liga que contém cromo) tal como sucata de aço ou sucata de ferro fundido de alto teor de cromo, para diluir a concentração de cromo na fornada.
5 - Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que compreende: desgaseificar a fornada formada na etapa (a) de modo que o material consumível de soldagem de ferro-liga sólido formado na etapa (b) facilita um arco de soldagem estável em uma operação de recobrimento de superfície dura subseqüente e desse modo reduz ao mínimo a porosidade no recobrimento de superfície dura resultante e elimina a ejeção de pó de ferro-liga a partir da poça de fornada.
6 - Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que compreende remover escória da fornada que foi formada na etapa (a) de modo que o material consumível de soldagem de ferro-liga sólido formado na etapa (b) reduz ao mínimo a presença de impurezas não metálicas no depósito de soldagem de recobrimento de superfície dura resultante formadas na operação de recobrimento de superfície dura subseqüente.
7 - Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que compreende produzir um material consumível de soldagem de ferro-liga que é dotado de um teor de carbono quimicamente combinado maior do que 7,5% em peso.
8 - Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que a etapa (b) compreende fundir a fornada em um molde(s) adequado(s) ou outros meios de fundição e, depois disso, fragmentar o produto fundido em uma forma adequada, tal como forma de pó.
9 - Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a etapa (b) compreende pulverizar a fornada com um gás adequado, tal como argônio, para formar pó sólido a partir da fornada.
BRPI0507749-4A 2004-02-16 2005-02-15 Method for producing a consumable iron-leaf welding material containing carbonet BRPI0507749B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2004900769A AU2004900769A0 (en) 2004-02-16 Hardfacing ferroalloy materials
AU2004900769 2004-02-16
PCT/AU2005/000191 WO2005078156A1 (en) 2004-02-16 2005-02-15 Hardfacing ferroalloy materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BRPI0507749A BRPI0507749A (pt) 2007-07-10
BRPI0507749B1 true BRPI0507749B1 (pt) 2017-07-18

Family

ID=34842354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0507749-4A BRPI0507749B1 (pt) 2004-02-16 2005-02-15 Method for producing a consumable iron-leaf welding material containing carbonet

Country Status (13)

Country Link
US (1) US8941032B2 (pt)
EP (1) EP1716271B1 (pt)
JP (1) JP5253738B2 (pt)
KR (1) KR101279840B1 (pt)
CN (1) CN1946876B (pt)
AU (1) AU2005212384B2 (pt)
BR (1) BRPI0507749B1 (pt)
CA (1) CA2556621C (pt)
EA (1) EA009434B1 (pt)
ES (1) ES2440192T3 (pt)
NZ (1) NZ549758A (pt)
WO (1) WO2005078156A1 (pt)
ZA (1) ZA200606970B (pt)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100460133C (zh) * 2007-05-23 2009-02-11 山东大学 一种堆焊用合金粉块
CN102248325B (zh) * 2011-07-19 2013-03-27 燕山大学 碳化钛陶瓷增强高铬铸铁明弧自保护药芯焊丝
CN102560475B (zh) * 2011-12-22 2013-08-21 山西潞安环保能源开发股份有限公司 一种合金粉末材料的熔敷方法
CN103231182B (zh) * 2012-09-13 2015-08-26 山东建筑大学 一种氩弧堆焊FeCrC铁基粉末合金及其制备工艺
US9475154B2 (en) 2013-05-30 2016-10-25 Lincoln Global, Inc. High boron hardfacing electrode
CN103343276B (zh) * 2013-06-03 2016-01-20 江苏大学 一种铬钼铁合金及其制备方法
JP6257193B2 (ja) * 2013-07-12 2018-01-10 株式会社神戸製鋼所 肉盛溶接用フラックス入りワイヤ
CN103820719A (zh) * 2013-11-04 2014-05-28 熊科学 一种耐磨的堆焊铁合金材料及生产方法
CN103820702A (zh) * 2013-11-04 2014-05-28 熊科学 一种耐磨的铁合金材料
CN103820720A (zh) * 2013-11-04 2014-05-28 熊科学 一种耐磨的堆焊铁合金材料生产方法
CN103769770B (zh) * 2014-01-23 2016-03-30 江苏科技大学 一种钒钛铌复合强化耐磨堆焊用无渣自保护药芯焊丝
CN109226942B (zh) * 2018-11-20 2020-09-29 湘潭大学 一种双层复合粉粒埋弧堆焊高铬合金的方法
CN111203670B (zh) * 2020-03-11 2021-04-02 山东大学 Cmt电弧增材制造用复合颗粒强化金属粉芯焊丝及其制备方法、应用
CN113182729B (zh) * 2021-04-19 2022-09-30 湖南沃盾新材料有限公司 一种能增加耐磨板焊痕强度的药粉及其制备方法
CN115740833B (zh) * 2022-11-14 2024-01-09 湘潭大学 一种用于堆焊钻杆耐磨带的复合粉粒以及应用方法

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1708815A (en) * 1921-04-14 1929-04-09 Henry V Wille Process of welding cast iron and filler rod therefor
US2515463A (en) * 1948-03-19 1950-07-18 Kennametal Inc Process for making titanium carbide
BE556048A (pt) * 1956-03-27
US3012880A (en) * 1960-11-28 1961-12-12 Union Carbide Corp Iron-base alloy
US3334975A (en) * 1964-08-31 1967-08-08 Eutectic Welding Alloys Hardfacing rods and electrodes
DE1758989B2 (de) * 1968-09-12 1974-07-18 Hans Jochen 4000 Duesseldorf Huelsewig Schweißelektrode
US3663313A (en) * 1970-06-15 1972-05-16 Union Carbide Corp Welding flux composition
US3862840A (en) * 1972-12-20 1975-01-28 Airco Inc Process for manufacture of hard and non-deformable alloys without compacting by sintering in the solid-liquid phase
IT1003359B (it) * 1973-03-15 1976-06-10 Goetzewerke Lega rispettivamente miscela di polvere per la produzione di stra ti resistenti all usura mediante saldatura di riporto
AT357185B (de) 1974-09-19 1980-06-25 Elektrometallurgie Gmbh Vorlegiertes pulver zur herstellung von sinterstahlwerkstuecken
IT1052293B (it) 1974-11-30 1981-06-20 Krebsoege Gmbh Sintermetall Procedimento per la produzione di pezzi omogenei sinterizzati di acciaio legati con manganese
GB2039950B (en) * 1979-01-11 1983-06-15 Boc Ltd Hard alloys
SE428937B (sv) * 1979-01-11 1983-08-01 Cabot Stellite Europ Nickelbaserad, hard legering eller tillsatsmaterial avsett for pasvetsning eller svetsning
JPS56165589A (en) * 1980-05-22 1981-12-19 Kobe Steel Ltd Austenite stainless steel wire for mig welding
US4415532A (en) * 1981-03-05 1983-11-15 Cabot Corporation Cobalt superalloy
US4487630A (en) * 1982-10-25 1984-12-11 Cabot Corporation Wear-resistant stainless steel
ZA844074B (en) 1983-05-30 1986-04-30 Vickers Australia Ltd Abrasion resistant materials
DE3613389A1 (de) 1985-05-17 1986-11-20 Roman Francis Houston Tex. Arnoldy Verfahren zur herstellung einer hartauftragsschweissungs-legierungszusammensetzung
JPS6238427A (ja) * 1985-08-13 1987-02-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置
US4654275A (en) * 1985-11-27 1987-03-31 Allied Corporation Storage life of Pb-In-Ag solder foil by Sn addition
JPS63109151A (ja) * 1986-10-27 1988-05-13 Hitachi Ltd 高硬度複合材およびその製造方法
JP2825834B2 (ja) * 1989-02-08 1998-11-18 福田金属箔粉工業株式会社 グラファイト分散自己潤滑性合金
US5252149B1 (en) * 1989-08-04 1998-09-29 Warman Int Ltd Ferrochromium alloy and method thereof
JPH0446696A (ja) * 1990-06-14 1992-02-17 Sumikin Yosetsu Kogyo Kk 溶接用線材
ZA943507B (en) * 1993-05-21 1995-01-23 Warman Int Ltd Microstructurally refined multiphase castings
CA2149010A1 (en) 1994-05-09 1995-11-10 Richard Anthony Gleixner Abrasion/erosion resistant wear alloy
US5695825A (en) * 1995-05-31 1997-12-09 Amorphous Technologies International Titanium-containing ferrous hard-facing material source and method for hard facing a substrate
JPH09192879A (ja) * 1996-01-10 1997-07-29 Daido Steel Co Ltd 耐溶接割れ性に優れたフェライト系ステンレス鋼溶接ワイヤおよびその製造方法
JPH09314382A (ja) * 1996-05-29 1997-12-09 Kobe Steel Ltd Ｎｉ基合金溶接用フラックス入りワイヤ
AR007698A1 (es) * 1996-08-28 1999-11-10 Deere & Co Metodo para aportar dureza superficial a una superficie metalica y un lodo preparado por dicho metodo
JP3903154B2 (ja) * 1999-10-04 2007-04-11 株式会社フジコー 耐摩耗性、耐食性、耐焼付き性に優れたプラズマ溶接用材料及び複合工具
US6375895B1 (en) 2000-06-14 2002-04-23 Att Technology, Ltd. Hardfacing alloy, methods, and products

Also Published As

Publication number Publication date
ZA200606970B (en) 2008-01-08
KR101279840B1 (ko) 2013-06-28
ES2440192T3 (es) 2014-01-28
US8941032B2 (en) 2015-01-27
US20080251507A1 (en) 2008-10-16
CN1946876B (zh) 2011-07-27
AU2005212384B2 (en) 2009-10-29
AU2005212384A1 (en) 2005-08-25
JP2007524513A (ja) 2007-08-30
NZ549758A (en) 2009-10-30
EP1716271A1 (en) 2006-11-02
BRPI0507749A (pt) 2007-07-10
CN1946876A (zh) 2007-04-11
KR20070027516A (ko) 2007-03-09
EA009434B1 (ru) 2007-12-28
EP1716271A4 (en) 2009-04-15
EP1716271B1 (en) 2013-09-04
CA2556621C (en) 2014-08-12
JP5253738B2 (ja) 2013-07-31
EA200601516A1 (ru) 2007-02-27
CA2556621A1 (en) 2005-08-25
WO2005078156A1 (en) 2005-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BRPI0507749B1 (pt) Method for producing a consumable iron-leaf welding material containing carbonet
US7810587B2 (en) Drill bits comprising dual-phase tungsten carbide material
AU2002211409B2 (en) Grain-refined austenitic manganese steel casting having microadditions of vanadium and titanium and method of manufacturing
US4086086A (en) Cast iron
AU2002211409A1 (en) Grain-refined austenitic manganese steel casting having microadditions of vanadium and titanium and method of manufacturing
CA2339402C (en) Magnesium injection agent for ferrous metal
TWI707960B (zh) 矽系合金、其製造方法及此種合金之用途
US228615A (en) Charles j
SU1097700A1 (ru) Ферросплав дл получени высокопрочного чугуна
US670453A (en) Steel casting.
RU2101379C1 (ru) Антифрикционный чугун
RU2135620C1 (ru) Лигатура
SU1666285A1 (ru) Электрод дл сварки низколегированной стали
US464920A (en) Process of manufacturing cast-steel
US1867732A (en) High strength gray cast irons
KR20090089080A (ko) 용강의 탈산공정에 사용되는 알루미늄계 탈산제와 그제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
B07A Technical examination (opinion): publication of technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette]
B09B Patent application refused [chapter 9.2 patent gazette]

Free format text: INDEFIRO O PEDIDO DE ACORDO COM O(S) ARTIGO(S) 8O E 13 DA LPI

B12B Appeal: appeal against refusal
B16A Patent or certificate of addition of invention granted
B21F Lapse acc. art. 78, item iv - on non-payment of the annual fees in time

Free format text: REFERENTE A 16A ANUIDADE.

B24J Lapse because of non-payment of annual fees (definitively: art 78 iv lpi, resolution 113/2013 art. 12)

Free format text: EM VIRTUDE DA EXTINCAO PUBLICADA NA RPI 2618 DE 09-03-2021 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDA A EXTINCAO DA PATENTE E SEUS CERTIFICADOS, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013.