DE3590719C2 - - Google Patents

Abstract

An electrode consists of a rod made of mild steel and a coating, which comprises marble, fluorite, graphite, ferrochromium, ferromolybdenum, ferrovanadium, ferrotitanium, ferrosilicon, mica, cellulose and soda. The coating, besides the mentioned components, comprises as well ferromanganese and has the following composition (in per cent by mass): marble 18-25, fluorite 11-18, graphite 2.5-3, ferrochromium 12.5-15, ferromolybdenum 25-30, ferrovanadium 8-10, ferrotitanium 5-6, ferrosilicon 4.2-5, ferromanganese 0.7-1.2, mica 0.5-1.5, cellulose 0.5-1.5, soda 0.4-0.6.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Werkstoffe für das Auftragschweißen insbesondere auf Elektroden für das Lichtbogen-Auftragschweißen.The invention relates to materials for the Cladding in particular on electrodes for the Arc surfacing.

Aus den SU-Urheberscheinen 6 59 328, 4 35 911, 6 03 543 und 9 13 673 sind Elektroden für folgende Zwecke beschrieben:From the SU-licenses 6 59 328, 4 35 911, 6 03 543 and 9 13 673 describes electrodes for the following purposes:

• 1) SU-Urheberschein Nr. 6 59 328 - für verschleißfestes Auf­ tragschweißen;1) SU-copyright No. 6 59 328 - for wear-resistant Auf up welding;
• 2) SU-Urheberschein Nr. 4 35 911 - für das Auftragschweißen bei Teilen, die unter Bedingungen des Stoß- und Abrieb­ verschleißes im Einsatz sind.2) SU-copyright No. 4 35 911 - for build-up welding for parts subject to shock and abrasion wear and tear are in use.
• 3) SU-Urheberschein Nr. 6 03 543 - für das Schweißen von hochlegierten Stählen;3) SU-certificate No. 6 03 543 - for the welding of high alloy steels;
• 4) SU-Urheberschein Nr. 9 13 673 - für das Aufschweißen von Gesenken bzw. Stanzwerkzeugen für das Warmstanzen bzw. Warmpressen.4) SU-copyright No. 9 13 673 - for the welding of Dies or punching tools for hot stamping or Hot pressing.

Da die Zusammensetzung der Beschichtung dieser Elektroden eine geringe Menge an Ferromolybdän enthält, die für die Erzielung des aufgeschmolzenen Metalls mit hoher Warmfestigkeit und ausgezeichneten spanabhebenden Eigenschaften erforderlich ist, ergeben sie keinen Schnellstahl und sind auch nicht für das Auftragschweißen von Schneidwerkzeugen geeignet.Since the composition of the coating of these electrodes a contains small amount of ferromolybdenum, which is necessary for the achievement the molten metal with high heat resistance and excellent chip removal properties is required, they do not make high speed steel and are not for that Cladding of cutting tools suitable.

In der nachfolgenden Tabelle ist der Ferromolybdängehalt in der Elektrodenbeschichtung angegeben.In the table below, the ferromolybdenum content is in the electrode coating specified.

Aus der sowjetischen Praxis (SU-PS 5 32 999) sind ferner Elektroden zum Auftragschweißen bekannt, die bezüglich der Mantelzusammensetzung der erfindungsgemäßen Elektrode nahekommen und aus einem Kerndraht aus niederlegiertem Stahl und Mänteln bestehen, die Marmor, Flußspat, Ferrochrom, Ferromolybdän, Ferrotitan, Ferrosilizium, Ferrovanadium, Ferromangan, Graphit, Selen, Rutil, Ferroniobium, Aluminiumpulver, Nickel, Cellulose, Soda und Glimmer enthalten.From Soviet practice (SU-PS 5 32 999) are also electrodes for Cladding known with respect to the shell composition close to the electrode of the invention and from a core wire of low-alloy steel and coats consisting of marble, fluorspar, ferrochrome, ferromolybdenum, Ferrotitanium, ferrosilicon, ferrovanadium, ferromanganese, graphite, Selenium, rutile, ferroniobium, aluminum powder, nickel, Contain cellulose, soda and mica.

Das beim Aufschweißen mit den bekannten Elektroden erhaltene Metall weist jedoch nicht die Kombination der für ein Schneidwerkzeug erforderlichen Eigenschaften (hohe Warm­ festigkeit bei Rotglut, Verschleißbeständigkeit und Härte) auf.The obtained when welding with the known electrodes However, metal does not have the combination of for one Cutting tool required properties (high warm firmness at red heat, wear resistance and hardness) on.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für das Lichtbogen-Auftragschweißen bestimmte Elektrode zu schaffen, bei der die mengenmäßige Zusammensetzung des Elektroden­ mantels den Erhalt eines aufgeschweißten Metalls mit hohen Kennwerten der Rothärte, Verschleißfestigkeit und Härte gewährleistet.The invention is based on the object, one for the Arc build-up welding to create specific electrode when the quantitative composition of the electrodes mantels the receipt of a welded metal with high characteristics of red hardness, wear resistance and Hardness guaranteed.

Diese Aufgabe wird durch eine für das Lichtbogen- Auftragschweißen bestimmte Elektrode gelöst, die einen Kern­ draht aus kohlenstoffarmem Stahl und einen Elektrodenmantel mit Zusätzen von Marmor, Flußspat, Ferrochrom, Ferro­ molybdän, Ferrotitan, Ferrosilizium, Ferrovanadium, Ferro­ mangan, Graphit, Glimmer, Zellulose und Soda enthält und erfindungsgemäß folgende Zusammensetzung des Elektrodenmantels (in Gew.-%) aufweist:This task is performed by one for the arc Build-up welding solved certain electrode, which is a core low-carbon steel wire and an electrode sheath  with additions of marble, fluorspar, ferrochrome, ferro molybdenum, ferrotitanium, ferrosilicon, ferrovanadium, ferro contains manganese, graphite, mica, cellulose and soda and According to the invention, the following composition of the electrode jacket (in% by weight) has:

Marmormarble 18-2518-25 Flußspatfluorspar 11-1811-18 Ferrochromferrochrome 12,5-1512.5-15 Ferromolybdänferromolybdenum 25-3025-30 Ferrotitanferrotitanium 5-65-6 Ferrosiliziumferrosilicon 4,2-54.2 to 5 Ferrovanadiumferrovanadium 8-108-10 Ferromanganferromanganese 0,7-1,20.7-1.2 Graphitgraphite 2,5-32.5-3 Glimmermica 0,5-1,50.5-1.5 Zellulosecellulose 0,5-1,50.5-1.5 Sodasoda 0,4-0,60.4-0.6

Die erfindungsgemäße Elektrode dient zum Auftragschweißen auf spanabhebende Werkzeuge wie Fräser, Senker, Reibahlen, Bohrer, Spitzsenker, Gewindebohrer, Meißel, Räumnadeln und andere. Diese Elektrode ermöglicht die Herstellung von wolframfreiem Schnellstahl, der in seiner Warmfestigkeit Schnellstahl mit 18% Wolfram gleichkommt (siehe Tabelle 2 auf Seite 10 der Beschreibung). Diese Elektrode hat keine Analogen.The electrode according to the invention is used for build-up welding cutting tools such as cutters, countersinks, reamers, drills, Countersinks, taps, chisels, broaches and others. This electrode enables the production of tungsten-free High-speed steel, which in its hot strength with high-speed steel 18% tungsten (see Table 2 on page 10 of the Description). This electrode has no analogues.

Die hohe Warmfestigkeit und die ausgezeichneten spanabhebenden Eigenschaften des durch die erfindungsgemäßen Elektroden aufgeschweißten Metalls beruhen in erster Linie auf dem hohen Gehalt an Ferromolybdän (25 bis 30%) und der optimalen Zusammen­ setzung an den übrigen Legierungskomponenten und an Kohlenstoff in der Elektrodenbeschichtung.The high heat resistance and the excellent machining Properties of the electrodes according to the invention welded metal are based primarily on the high Content of ferromolybdenum (25 to 30%) and the optimal composition to the other alloying components and to carbon in the electrode coating.

Durch die Legierung des Aufschweißmetalls mit Chrom erhält das Metall also eine Reihe von wertvollen und erforderlichen Eigenschaften. Chrom gewährleistet eine höhere Festigkeit von Ferrit beim Härten und trägt zur Erhöhung der Warmhärte und Rothärte besonders beim Zusammenwirken mit Molybdän und Vanadium infolge der Bildung von zusammengesetzten Karbiden bei. Chrom gewährleistet auch die Löslichkeit der zusammengesetzten Karbide beim Härten. Außerdem verhindern die Chromkarbide das Wachstum der Austenitkörner und begünstigen dadurch die Erhöhung der anfänglichen Koagulationstemperatur von Karbiden anderer Legierungselemente, sie verstärken den Alterungseffekt besonders im Beisein von Molybdän. Chrom verzögert auch die Koagulation von zusammengesetzten Molybdän­ karbiden und begünstigt dadurch den Erhalt der Rothärte des aufgeschweißten Metalls.By alloying the weld metal with chrome So the metal gets one Range of valuable and required properties. chrome  ensures a higher strength of ferrite during curing and contributes to increasing the hot hardness and redness especially when interacting with molybdenum and vanadium the formation of composite carbides. chrome also ensures the solubility of the composite Carbides on hardening. In addition, the chromium carbides prevent the growth of austenite grains and thereby favor the increase of the initial coagulation temperature of Carbides of other alloying elements, they reinforce the Aging effect especially in the presence of molybdenum. chrome also delays the coagulation of composite molybdenum carbides and thereby favors the preservation of Roth hardness of the welded metal.

Wenn aber der Elektrodenmantel weniger als 12,5% Ferro­ chrom enthält, so werden die aufgezählten Eigenschaften nicht vollständig erreicht, der Gehalt an Ferrochrom von über 15% ist ebenfalls nicht erwünscht, da bei größerem Gehalt an Chrom, welches in das Aufschweiß­ metall aus Ferrochrom übergeht, der Austenitbereich beim Härten enger wird und die Menge von aus dem Austenit ent­ stehendem Martensit abnimmt. But if the electrode sheath is less than 12.5% ferro contains chromium, then the enumerated Properties not fully achieved, the content of Ferrochrome of over 15% is also undesirable since with greater content of chromium, which in the sweat metal from ferrochrome passes over, the austenite area at Hardening becomes narrower and the amount of austenite ent standing martensite decreases.  

Zur Legierung des Aufschweißmetalls mit Molybdän wird in den Elektrodenmantel Ferromolybdän eingeführt. Zum Unter­ schied von anderen Legierungselementen übt Molybdän den stärksten Einfluß auf die Martensitstabilität beim An­ lassen aus. Molybdän erhöht auch die Sekundär- und die Warmhärte, folglich auch die Rothärte, beeinflußt stark die Erhöhung der Gefügedispersität und vergrößert die Festig­ keit und die Schlagzähigkeit des aufgeschweißten Metalls. Die Legierung mit Molybdän erhöht zusehends die Schneid­ fähigkeit des aufgeschweißten und besonders bei hohen Tem­ peraturen (1200-1300°C) gehärteten Metalls. Diese Eigen­ schaften treten aber in vollem Maße zutage, wenn der Elektroden­ mantel nicht weniger als 25% Ferromolybdän im Beisein anderer Legierungskomponenten (Ferrovanadium, Ferrochrom u. a.) enthält. Der Gehalt an Ferromolybdän im Elektroden­ mantel von über 30% ist nicht zweckmäßig, da die Rothärte dabei nicht mehr steigt.To alloy the weld metal with molybdenum is introduced into the electrode sheath ferromolybdenum. To the sub Unlike other alloying elements, molybdenum exerts the molybdenum effect strongest influence on the martensite stability in the on leave out. Molybdenum also increases the secondary and the Warm hardness, hence the red hardness, strongly influences the increase of the structural dispersity and increases the strength and the impact strength of the welded metal. The alloy with molybdenum increases the cutting speed ability of the welded and especially at high Tem temperatures (1200-1300 ° C) of hardened metal. This own But they are fully apparent when the electrodes coat not less than 25% ferro molybdenum in the presence other alloying components (ferrovanadium, ferrochrome u. a.) contains. The content of ferromolybdenum in the electrodes coat of over 30% is not appropriate as the redness it does not rise anymore.

Die Legierung des Aufschweißmetalls mit Vanadium, das in der Elektrodenhülle in Form von Ferrovanadium enthalten ist, erfolgt auch, um eine hohe Rothärte zu erhalten und die Schneidfähigkeit des mit Vanadium legierten Metalls zu verbessern. Dies wird infolge der Bildung und der Lösbar­ keit von feinverteilten und festen Vanadiumkarbiden im Austenit erreicht. Je höher dabei die Härtungstemperatur ist, desto mehr Vanadiumkarbide lösen sich im Austenit. Nach dem Abschrecken und Anlassen lösen sich die Vanadiumkarbide aus dem Martensit in Form von feinkörnigen Phasen heraus, be­ wirken dabei die sogenannte Sekundärhärte und erhöhen die Martensitstabilität beim Anlassen. Im Vergleich mit Karbiden anderer Legierungselemente haben die Vanadiumkarbide die höchste Festigkeit und ergeben deswegen eine starke Erhöhung der Verschleißfestigkeit sowie eine Verbesserung der Schneid­ fähigkeit des aufgeschweißten Metalls. Eine sehr wertvolle Eigenschaft von Vanadium ist seine Fähigkeit, Körner zu zer­ kleinern und das Wachstum von Austenitkörnern bei Erwärmung des Metalls bis zu hohen Temperaturen während der Härtung zu verhindern. Vanadium erhöht auch die Festigkeit und die Zähigkeit des aufgeschweißten Metalls. Der beste Effekt der Legierung mit Vanadium wird aber erreicht, wenn der Elektrodenmantel nicht weniger als 8% Ferrovanadium und optimale Mengen anderer Legierungskomponenten enthält. Bei einem Ferrovanadiumgehalt von mehr als 10% im Elektroden­ mantel ändert sich die Rothärte nur unbedeutend.The alloy of weld metal with vanadium, the contained in the electrode shell in the form of ferrovanadium is also done to obtain a high redness and the cutting ability of the vanadium alloyed metal improve. This is due to the formation and the releasable of finely divided and solid vanadium carbides in austenite reached. The higher the curing temperature, the more vanadium carbides dissolve in austenite. After this Quenching and tempering release the vanadium carbides the martensite in the form of fine-grained phases, be In the process, the so-called secondary hardness acts and increases the Martensite stability on tempering. In comparison with carbides of other alloying elements, the vanadium carbides have the highest strength and therefore give a strong increase the wear resistance as well as an improvement of the cutting ability of the welded metal. A very valuable one Property of vanadium is its ability to break up grains smaller and the growth of austenite grains when heated  of the metal up to high temperatures during curing to prevent. Vanadium also increases the strength and the toughness of the welded metal. The best effect However, the alloy with vanadium is achieved when the electrode sheath not less than 8% ferrovanadium and optimum amounts of other alloying components. At a Ferrovanadiumgehalt of more than 10% in the electrode coat, the redness changes only insignificantly.

Das Vorhandensein von Ferrosilizium im Elektrodenmantel ist durch die Notwendigkeit bedingt, das Aufschweißmetall mit Silizium zu desoxydieren, welches in einer bestimmten Menge die Festigkeit, die Verschleißfestigkeit und die Schlagzähigkeit des Metalls erhöht. Es ergibt auch eine höhere Martensitstabilität beim Anlassen besonders im Bei­ sein von Chrom, da die Koagulation von Karbiden bei höheren Temperaturen sinkt. Infolgedessen erhöhen sich auch die Rot- und die Warmhärte des mit Silizium legierten Metalls. Optimale Eigenschaften des mit Silizium legierten Auf­ schweißmetalls werden bei einem Ferrosiliziumgehalt von 4,2-5% im Elektrodenmantel erreicht. Wenn der Elektrodenmantel weniger als 4,2% Ferrosilizium enthält, wird der erforderliche Effekt nicht erzielt, und bei einem Gehalt an Ferrosilizium von über 5% sinkt die Schlagzähigkeit des aufgeschweißten Metalls.The presence of ferrosilicon in the electrode jacket is due to the need, the weld metal to deoxidize with silicon, which in a certain Amount the strength, the wear resistance and the Increased impact strength of the metal. It also gives a higher martensite stability during tempering, especially in the case of Its from chromium, since the coagulation of carbides at higher Temperatures drops. As a result, the increase Red and the hot hardness of the silicon alloyed metal. Optimum properties of silicon alloyed on welding metals are used at a ferrosilicon content of 4.2-5% reached in the electrode jacket. If the electrode sheath less contains 4.2% ferrosilicon, the required Effect not achieved, and with a content of ferrosilicon of over 5% decreases the impact strength of the welded Metal.

Zur Senkung der Empfindlichkeit des Metalls gegen Über­ hitzung während der Härtung bei hohen Temperaturen wird das Aufschweißmetall mit Titan legiert, welches im Elektroden­ mantel als Ferrotitan enthalten ist. Die Legierung mit Titan gibt die Möglichkeit, die Härtetemperatur bei­ nahe um 50°C zu erhöhen, ohne die mechanischen Eigenschaften und das Gefüge des aufgeschweißten Metalls zu verschlechtern. Dabei geht eine bedeutend größere Menge von im Austenit schwerlöslichen Vanadiumkarbiden sowie von zusammengesetzten Molybdän- und Chromkarbiden in die feste Lösung über, die zur Erhöhung der Rothärte, der Verschleißfestigkeit und der Schneidfähigkeit beitragen. Außerdem begünstigt die Legierung mit Titan die Bildung von feinteiligen Strukturen des aufgeschmolzenen Metalls, die seine Festig­ keit und Schlagzähigkeit erhöhen. Titan ist auch das stärkste Desoxydationsmittel. Der optimale Gehalt an Ferrotitan im Elektrodenmantel, der die genannten Eigenschaften des Aufschweißmetalls bei Zusammenwirkung mit anderen Legierungs­ elementen ergibt, beträgt 5-6%.To reduce the sensitivity of the metal to over heat during curing at high temperatures the weld metal is alloyed with titanium, which is in the electrode coat is included as Ferrotitan. The alloy with titanium gives the possibility to the hardening temperature close to increase by 50 ° C, without the mechanical properties and worsen the structure of the welded metal. This is a significantly larger amount of austenite sparingly soluble vanadium carbides and of composite Molybdenum and chromium carbides in the solid solution over, to increase the redness, the wear resistance and the cutting ability. It also favors the alloy with titanium the formation of finely divided Structures of the molten metal, which are its festig  increase speed and impact resistance. Titanium is also the strongest Deoxidant. The optimum content of ferrotitanium in the electrode jacket, which has the mentioned properties of Welding metal in interaction with other alloy elements is 5-6%.

Die beste Desoxydation des aufgeschweißten Metalls wird bei komplexer Desoxydation erreicht. Zu diesem Zweck wird in den Elektrodenmantel außer Ferrosilizium und Ferro­ titan auch Ferromangan eingeführt. Die Legierung des Auf­ schweißmetalls mit Mangan führt auch zur besseren Löslich­ keit von schwerlöslichen Vanadium- und Molybdänkarbiden, im Austenit, die eine höhere Rothärte, Warm- und Sekundär­ härte ergeben. Mangan setzt auch den Schwefelgehalt im Aufschweißmetall herab und senkt seine Rißanfälligkeit. Ein überschüssiger Gehalt an Mangan im Aufschweißmetall ver­ mehrt in ihm den Restaustenit beim Härten, der die Härte und die Rothärte des Aufschweißmetalls herabsetzt. Aus diesem Grunde muß der Ferromangangehalt im Elektrodenmantel in den Grenzen von 0,7-1,2% liegen. Bei einem solchen Gehalt werden die vorgegebenen Eigenschaften des aufgeschmolzenen Metalls durch seine Legierung mit Mangan vollkommen erreicht.The best deoxidation of the welded metal is achieved in complex deoxidation. To this end is in the electrode sheath except ferrosilicon and ferro Titan also introduced ferromanganese. The alloy of the Melting with manganese also leads to better solubility of sparingly soluble vanadium and molybdenum carbides, im Austenite, which has a higher red hardness, warm and secondary hardness. Manganese also sets the sulfur content in the Welding metal down and reduces its susceptibility to cracking. On excess manganese content in the weld metal ver increases in him the retained austenite when hardening, the hardness and minimizes the redness of the weld metal. Out For this reason, the Ferromangangehalt must in the electrode sheath within the limits of 0.7-1.2%. At such a salary be the predetermined properties of the melted Metal completely achieved by its alloy with manganese.

Das Vorhandensein von Marmor und Flußspat im Elektroden­ mantel gewährleistet einen guten Schutz des Aufschweiß­ metalls mit Schlacke vor dem Stickstoff und Sauerstoff der Luft und begünstigt ein stabiles Brennen des Lichtbogens sowie eine gute Bildung von Schichten des aufgeschweißten Metalls. Das beim Abschmelzen des Elektrodenmantels gebildete Calciumoxid trägt zur Senkung des Schwefelgehalts im aufgeschweißten Metall bei und vermindert dadurch seine Rißanfälligkeit. Um optimale Eigenschaften der beim Ab­ schmelzen des Elektrodenmantels gebildeten Schlacke zu er­ halten, die ein gleichmäßiges Überziehen von Schichten des aufgeschweißten Metalls mit Schlacke sowie leichte Ab­ trennung der Schlackenkruste vom Metall, stabiles Brennen des Lichtbogens und gute Bildung von Schweißraupen des Aufschweißmetalls gewährleistet, muß der Gehalt des Elektroden­ mantels an Marmor 18 bis 25 Gew.-% und an Flußspat 11 bis 18 Gew.-% betragen. Bei einem Gehalt an Marmor von weniger als 18 Gew.-% und an Flußspat von weniger als 11 Gew.-% werden die Deckfähigkeit der Schlacke und ihre Loslösbarkeit vom aufgeschweißten Metall schlechter. Bei einem Marmorgehalt von über 25 Gew.-% und einem Flußspatgehalt von über 18 Gew.-% ergeben sich schlechtere schweißtechnische Eigenschaften der Elektroden und es verringert sich die Menge an Legierungskomponenten und damit auch der Legierungsgrad des Auftragsmetalls.The presence of marble and fluorspar in the electrodes Coat ensures good protection of the sweat metal with slag in front of the nitrogen and oxygen in the air and favors a stable burning of the arc as well a good formation of layers of the welded metal. The formed during melting of the electrode jacket Calcium oxide contributes to the reduction of sulfur content in the welded on metal and thereby reduces its Susceptibility to cracking. To optimal properties of the Ab melt the electrode sheath formed slag he to keep a uniform coating of layers of the welded metal with slag and light Ab Separation of the slag crust from the metal, stable burning of the arc and good formation of weld beads of the Ensures weld metal, the content of the electrodes Mantels on marble 18 to 25 wt .-% and fluorspar 11 to 18 wt .-% amount. For a content of marble  less than 18% by weight and less fluorspar as 11% by weight, the opacity of the slag becomes and their detachability from the welded metal worse. For a marble content of more than 25% by weight and a Flußspatgehalt of over 18 wt .-% arise worse welding properties of the electrodes and it reduces the amount of alloy components and thus also the degree of alloying of the order metal.

Zur Bildung von Karbiden der Legierungselemente, die zur Erreichung der Rothärte und der Verschleißfestigkeit sowie zur Erhöhung der Schneidfähigkeit des Metalls beitragen, wird in den Elektrodenmantel Graphit eingeführt, welcher in das aufgeschmolzene Metall als Kohlenstoff eintritt. Sein Gehalt wird durch die Menge von Ferrochrom, Ferro­ molybdän, Ferrovanadium und anderer Legierungskomponenten im Elektrodenmantel streng reglementiert. Um die maximale Menge von Karbiden im Aufschweißmetall zu erhalten, muß der Graphitgehalt im Elektrodenmantel 2,5 bis 3 Gew.-% betragen. Bei weniger als 2,5% Graphit wird die erforderliche Rothärte nicht erreicht, während der Gehalt von über 3% nicht zweckmäßig ist, da dabei die Glüh­ fähigkeit des aufgeschweißten Metalls bedeutend schlechter wird.For the formation of carbides of alloying elements, the to achieve red hardness and wear resistance and to increase the cutting ability of the metal, is introduced into the electrode jacket graphite, which enters the molten metal as carbon. Its content is determined by the amount of ferrochrome, ferro molybdenum, ferrovanadium and other alloying components Strictly regulated in the electrode jacket. To the maximum To obtain quantity of carbides in the welding metal must the graphite content in the electrode sheath 2.5 to 3 wt .-% amount. At less than 2.5% graphite will the required red hardness is not reached during the Content of over 3% is not appropriate, since the annealing ability of the welded metal significantly worse becomes.

Als Weichmacher, welche die plastischen Eigenschaften der Elektrodenmantelmasse verbessern, enthält der Elektroden­ mantel Glimmer, Zellulose und Soda in folgender Zusammensetzung (in Gew.-%):As a plasticizer, the plastic properties improve the electrode body composition contains the electrodes Coat mica, cellulose and soda in the following Composition (in% by weight):

Glimmermica 0,5-1,5,0.5-1.5, Zellulosecellulose 0,5-1,5,0.5-1.5, Sodasoda 0,4-0,6.0.4-0.6.

Diese Komponenten erleichtern das Auftragen der Masse auf die Elektrodendrähte bei der Elektrodenummantelung. Bei einem Gehalt an Glimmer von weniger als 0,5%, an Zellulose von weniger als 0,5% und an Soda von weniger als 0,4% erhält man keine plastische Elektrodenmasse und der Vorgang der Elektrodenummantelung wird erschwert. Ein größerer Gehalt an Glimmer von über 1,5%, an Zellulose von über 1,5% und an Soda von über 0,6% ist nicht zweck­ mäßig, da keine weitere Verbesserung der Plastizität der Elektrodenmasse beobachtet wird. These components facilitate the application of the mass on the electrode wires in the electrode sheath. at a mica content of less than 0.5% Cellulose of less than 0.5% and of less soda 0.4% gives no plastic electrode mass and the process of electrode coating is difficult. On greater content of mica of more than 1.5%, of cellulose over 1.5% and of soda over 0.6% is not moderate, since no further improvement of the plasticity of Electrode mass is observed.  

Bevorzugte Ausführungsvariante der ErfindungPreferred embodiment of the invention

Das Hauptkriterium bei der Wahl der Zusammensetzung des Elektrodenmantels war der Erhalt eines Aufschweißmetalls mit hohen Kennwerten der Rothärte, der Verschleißfestigkeit und der Härte bei der spanenden Formung von Metallen.The main criterion in choosing the composition of the Electrode jacket was the receipt of a weld metal with high characteristics of red hardness, wear resistance and the hardness of metal cutting.

Die Untersuchung der Rothärte des aufgeschweißten Metalls wurde unter Laborbedingungen durch Messung der Härte des mit drei Elektrodentypen aufgeschweißten Metalls, (Tab. 1) bei vierstündigem Halten bei einer Temperatur von 625°C durchgeführt, welches vorher bei optimalen Bedingungen der Wärmebehandlung geglüht, gehärtet und angelassen wurde.The investigation of the redness of the welded Metal was under laboratory conditions by measuring the hardness of the metal welded with three electrode types, (Table 1) when held for four hours at a temperature of 625 ° C, which previously at optimal Conditions of heat treatment annealed, hardened and was started.

Tabelle 1 Table 1

Tabelle 2 enthält Angaben über die gemessene RothärteTable 2 contains information on the measured red hardness

Tabelle 2 Table 2

Wie man aus der Tab. 2 ersieht, betrug die Rothärte des mit den drei Elektrodentypen aufgeschweißten Metalls HRC 59-61 und stand der Rothärte von klassischem Schnell­ arbeitsstahl mit 18% Wolfram nicht nach.As can be seen from Tab. 2, the redness was of the metal welded to the three electrode types HRC 59-61 and stood the red hardness of classic fast  Working steel with 18% tungsten not after.

Zur Prüfung der Verschleißfestigkeit des mit den gleichen drei Elektrodentypen aufgeschweißten Metalls, deren Mantelzusammensetzung in Tab. 1 angegeben ist, wurde das Auftragschweißen von Langdrehmeißeln durchgeführt, mit denen Kohlenstoff-Baustahl bei folgenden Betriebs­ arten: Schnittgeschwindigkeit 45 m/min, Schnittiefe 3 mm, Vorschubgeschwindigkeit 0,25 mm/Umdr. bearbeitet wurde.To test the wear resistance of the with same three types of electrodes welded metal, whose Coat composition is given in Tab. 1 was the build-up welding of long turning tools performed, with which carbon structural steel at the following operation Species: cutting speed 45 m / min, cutting depth 3 mm, Feed rate 0.25 mm / rev. was edited.

Tab. 3 enthält Angaben über die Verschleißfestigkeit der aufgeschweißten Langdrehmeißel.Tab. 3 contains information on wear resistance the welded long turning chisel.

Tabelle 3 Table 3

Tab. 3 zeigt, daß die Standzeit der mit den vorgeschlagenen Elektroden aufgeschweißten Drehmeißel 67-75 min bis zu ihrem Stumpfwerden betrug, während die Standzeit der Meißel aus hochlegiertem Wolfram- Schnellarbeitsstahl mit 18%-Wolframgehalt bei 60 Minuten lag.Tab. 3 shows that the service life of the with proposed electrodes welded turning tool 67-75 min. Until it became dull, while the Service life of the chisels made of high-alloyed tungsten High speed steel with 18% tungsten content at 60 minutes was.

Zur Ermittlung der Plastizität der Elektrodenmantel­ masse wurden versuchsweise drei Elektrodentypen ummantelt, deren Mantelzusammensetzung in Tab. 4 angegeben ist.To determine the plasticity of the electrode jacket massively three types of electrodes were sheathed whose shell composition is given in Tab. 4.

Tabelle 4 Table 4

Die Ummantelung der Elektroden mit den Massen der angegebenen Zusammensetzung bestätigte ihren optimalen Gehalt an Glimmer, Zellulose und Soda.The sheathing of the electrodes with the masses of indicated composition confirmed their optimal Content of mica, cellulose and soda.

In den angegebenen Grenzen des Gehalts an diesen Kom­ ponenten (Glimmer, Zellulose und Soda) erhält man eine ziemlich plastische Elektrodenmasse, die sich auf die Elektroden­ kerndrähte bei ihrer Ummantelung ohne Schwierigkeiten auftragen läßt.In the specified limits of the salary to this Kom components (mica, cellulose and soda) you get one fairly plastic electrode mass, focusing on the electrodes core wires in their sheath without difficulty can be applied.

Die vorgeschlagenen Elektroden ergeben eine hohe Rot­ härte sowie Schneidfähigkeit des Aufschweißmetalls und sind außerdem durch hohe technologische Schweißeigenschaften gekennzeichnet. Sie gewährleisten leichtes Zünden und stabiles Brennen des Schweißbogens, gute Abtrennung der Schlackenkruste vom aufgeschweißten Metall sowie seine vollständige Porenfreiheit und das Fehlen von Rissen und Schlackeneinschlüssen im Metall.The proposed electrodes give a high red Hardness and cutting ability of the weld metal and are also characterized by high technological welding properties characterized. They ensure easy ignition and stable burning of the welding arc, good separation of the Slag crust from the welded metal as well as his complete absence of pores and the absence of cracks and Slag inclusions in the metal.

Nach dem Glühen weist das aufgeschweißte Metall eine HRC-Härte bis 26 auf und läßt sich mit Schneidwerkzeugen aus Schnellarbeitsstahl leicht bearbeiten.After annealing, the welded metal has a HRC hardness up to 26 and settles with cutting tools Made of high-speed steel.

Nach dem Härten und Anlassen beträgt seine HRC-Härte 62-75.After hardening and tempering, its HRC hardness is 62-75.

Bei Bearbeitung von schwerbearbeitbaren legierten und hochlegierten Chrom-, Chromnickel-, Chromwolfram- und anderen Stahlsorten und Legierungen ist die Standzeit der mit den vorgeschlagenen Elektroden aufgeschweißten Schneid­ werkzeuge um drei- bis viermal höher als die Standzeit der aus Wolfram-Molybdän-Schnellarbeitsstahl gefertigten Werkzeuge und steht der Standzeit der aus hochlegiertem Wolfram-Schnellarbeitsstahl mit 18% Wolfram­ gehalt hergestellten Werkzeugen nicht nach, ist sogar höher als diese.When working on heavy duty alloyed and high-alloy chromium, chrome nickel, chromium tungsten and others Steel grades and alloys is the service life of Cutting welded to the proposed electrodes tools are three to four times higher than the tool life made of tungsten-molybdenum high-speed steel  Tools and stands out the life of high-alloy tungsten high-speed steel with 18% tungsten content of manufactured tools is not even higher as this.

Industrielle AnwendbarkeitIndustrial applicability

Die Erfindung kann mit größtem Erfolg für das Lichtbogen- Auftragsschweißen von Bimetall-Werkzeugen für die spangebende Metallbearbeitung wie Fräser, Meißel, Senker, Gewindebohrer, Reibahlen, Bohrer, Räumnadeln, Lochdorne, Stößel usw. angewandt werden.The invention can be used with great success for the arc Build up welding of bimetallic tools for the metal cutting such as cutters, chisels, countersinks, Taps, reamers, drills, broaches, piercing mandrels, Tappet, etc. are applied.

Außerdem kann die Erfindung zur Herstellung von Werkzeugen zur Bearbeitung von nichtmetallischen Werk­ stoffen (Holz, Kunststoffen, Gummi u. a.) sowie zum Auf­ tragschweißen von Stanzwerkzeugen für die spanlose Warm- und Kaltformung benutzt werden.In addition, the invention for the production of Tools for working non-metallic works materials (wood, plastics, rubber, etc.) as well as to the Auf carrying welding of punching tools for non-cutting hot and cold forming.

Claims (1)

Elektrode für das Lichtbogen-Auftragsschweißen mit einem aus kohlenstoffarmem Stahl hergestellten Kerndraht und einem Mantel, der Marmor, Flußspat, Graphit, Ferro­ chrom, Ferromolybdän, Ferrovanadium, Ferrotitan, Ferro­ silizium, Ferromangan, Glimmer, Zellulose und Soda ent­ hält, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung des Elektrodenmantels (in Gew.-%): Marmor 18-25 Flußspat 11-18 Graphit 2,5-3 Ferrochrom 12,5-15 Ferromolybdän 25-30 Ferrovanadium 8-10 Ferrotitan 5-6 Ferrosilizium 4,2-5 Ferromangan 0,7-1,2 Glimmer 0,5-1,5 Zellulose 0,5-1,5 Soda 0,4-0,6 Electrode for arc surfacing with a core wire made of low carbon steel and a shell comprising marble, fluorspar, graphite, ferro chromium, ferromolybdenum, ferrovanadium, ferrotitanium, ferro silicon, ferromanganese, mica, cellulose and soda, characterized by the following composition of the electrode sheath (in% by weight): marble 18-25 fluorspar 11-18 graphite 2.5-3 ferrochrome 12.5-15 ferromolybdenum 25-30 ferrovanadium 8-10 ferrotitanium 5-6 ferrosilicon 4.2 to 5 ferromanganese 0.7-1.2 mica 0.5-1.5 cellulose 0.5-1.5 soda 0.4-0.6