RU2632505C1 - Порошковая проволока - Google Patents
Порошковая проволока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2632505C1 RU2632505C1 RU2016125086A RU2016125086A RU2632505C1 RU 2632505 C1 RU2632505 C1 RU 2632505C1 RU 2016125086 A RU2016125086 A RU 2016125086A RU 2016125086 A RU2016125086 A RU 2016125086A RU 2632505 C1 RU2632505 C1 RU 2632505C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ferrochrome
- ferroboron
- ferrosilicon
- ferromolybdenum
- ferromanganese
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано при наплавке под флюсом для восстановления изношенных деталей и получения износостойкого защитного покрытия на деталях горнорудного оборудования, работающего в условиях абразивного износа. Порошковая проволока состоит из стальной оболочки и шихты, содержащей порошки ферромарганца, ферросилиция, феррохрома, ферромолибдена, феррованадия, железа, никеля, кобальта, ферробора и углеродфторсодержащую пыль фильтров алюминиевого производства, при соотношении компонентов проволоки, мас. %: стальная оболочка 67,0-68,0, ферромарганец 1,6-8,0, ферросилиций 0,80-2,88, феррохром 0,90-9,2, ферромолибден 0,05-3,80, феррованадий 0,50-5,0, никель 0,01-2,5, кобальт 0,003-0,19, ферробор 0,006-0,47, углеродфторсодержащая пыль фильтров алюминиевого производства 1,30-5,80, железо остальное. Изобретение позволяет повысить износостойкость и твердость наплавленного металла, предотвратить образование трещин за счет исключения порообразования и снижения содержания водорода в наплавленном металле, снизить стоимость сварочного процесса за счет оптимизации состава шихты и эффективного использования отходов производства. 2 табл.
Description
Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано при наплавке под флюсом для восстановления изношенных деталей и получения износостойкого защитного покрытия на деталях горнорудного оборудования, работающего в условиях абразивного износа.
Известна шихта порошковой проволоки [1], содержащая ферросилиций, ферромолибден, ферротитан, графит, молибденовый порошок, феррохром, алюминиево-магниевый порошок и иттрий при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Ферросилиций | 1,5-3,0 |
Ферромарганец | 4,0-9,0 |
Ферротитан | 4,0-9,0 |
Графит | 2,0-6,0 |
Молибденовый порошок | 2,0-6,0 |
Алюминиево-магниевый порошок | 1,0-2,4 |
Иттрий | 0,5-5,0 |
Феррохром | остальное |
Существенными недостатками данной порошковой проволоки являются:
- низкая стойкость наплавленного металла в связи с образованием большого количества оксидных неметаллических включений алюмосиликатов, связанных с применением алюминиево-магниевого порошка;
- высокая стоимость порошковой проволоки в связи с использованием дорогостоящих материалов в значительных количествах (в частности, иттрия);
- низкое качество наплавленного металла, связанное с порообразованием и высоким содержанием водорода в связи с отсутствием фторсодержащих элементов.
Известен также, состав шихты для наплавки [2], содержащий феррохром, ферробор, ферромарганец, никелевый порошок и алюминий при следующем соотношение компонентов, мас. %:
Феррохром | 70-74 |
Ферробор | 2-4 |
Ферромарганец | 6-8 |
Никелевый порошок | 14-16 |
Алюминий | 2-4 |
Существенными недостатками данной порошковой проволоки являются:
- низкое качество наплавленного металла в связи с порообразованием, связанным с повышенным содержанием водорода, которое, в свою очередь, предопределено отсутствием в составе фторсодержащих компонентов;
- низкая стойкость наплавляемого металла к истиранию, связанная с заявляемым химическим составом;
- высокая стоимость порошковой проволоки за счет использования в значительных количествах никеля и феррохрома.
Известна выбранная в качестве прототипа [3] порошковая проволока, состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферромарганец, ферросилиций, феррохром, ферромолибден, феррованадий, железный порошок, углеродфторсодержащую пыль фильтров алюминиевого производства при соотношении компонентов, масс. %:
Стальная оболочка | 67,0-68,0 |
Ферромарганец | 0,50-1,20 |
Ферросилиций | 1,0-1,75 |
Феррохром | 7,2-9,1 |
Ферромолибден | 1,5-2,3 |
Феррованадий | 0,6-0,8 |
Углеродфторсодержащая пыль фильтров | |
алюминиевого производства | 0,70-1,20 |
Железный порошок | остальное |
Существенными недостатками данной порошковой проволоки являются:
- низкое качество наплавленного металла в связи с порообразованием, связанным с повышенным содержанием водорода;
- низкая ударная вязкость и стойкость наплавляемого металла к истиранию;
- высокая стоимость сварочного процесса за счет использования дорогостоящих материалов в значительных количествах (вольфрама и кремнефтористого натрия).
Техническими результатами изобретения являются:
- повышение износостойкости и твердости наплавленного металла;
- предотвращение образования трещин за счет исключения порообразования и снижения содержания водорода в наплавленном металле;
- снижение стоимости сварочного процесса за счет оптимизации состава шихты и эффективного использования отходов производства.
Для этого предлагается порошковая проволока, состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферромарганец, ферросилиций, феррохром, ферромолибден, феррованадий, углеродфторсодержащую пыль фильтров алюминиевого производства, железный порошок, в которой порошкообразная шихта дополнительно содержит никель, кобальт и ферробор при соотношении компонентов, мас. %:
Стальная оболочка | 67,0-68,0 |
Ферромарганец | 1,60-8,0 |
Ферросилиций | 0,80-2,88 |
Феррохром | 0,90-9,2 |
Ферромолибден | 0,05-3,80 |
Феррованадий | 0,50-5,00 |
Никель | 0,01-2,5 |
Кобальт | 0,003-0,19 |
Ферробор | 0,006-0,47 |
Углеродфторсодержащая пыль фильтров | |
алюминиевого производства | 1,30-5,80 |
Железный порошок | остальное |
Заявляемые пределы подобраны эмпирическим путем исходя из качества получаемого при наплавке металла, стабильности процесса наплавки, предотвращения образования холодных трещин и получения требуемых механических свойств.
В состав шихты дополнительно введены никель, кобальт и ферробор исходя из нижеследующих предпосылок.
Введение в состав шихты никеля позволяет значительно снизить действительное зерно и обеспечить повышение твердости наплавляемого слоя.
Введение в состав шихты кобальта позволяет повысить «сцепление» наплавленного слоя и исключить трещинообразование при нагреве за счет трения о поверхность наплавляемого слоя транспортируемых материалов.
Добавка ферробора в заявляемых пределах позволяет снизить действительное зерно и улучшить раскислительную способность шихты.
Введение в состав шихты порошковой проволоки повышенного количества углеродфторсодержащей пыли фильтров алюминиевого производства позволяет:
- повысить степень удаления водорода за счет комплекса фторсодержащих соединений, разлагающихся при температурах сварочных процессов с выделением фтора, который в свою очередь взаимодействует с водородом, растворенным в стали с образованием газообразных соединений типа HF;
- увеличить концентрацию углерода в наплавляемом слое за счет проведения интенсивного науглероживания при взаимодействии CFx(1≥х>0);
- снизить вероятность образования пор и холодных трещин в наплавленном металле за счет уменьшения концентрации водорода в наплавленном металле.
Для изготовления шихты порошковой проволоки использовали углеродфторсодержащую пыль фильтров алюминиевого производства со следующим химическим составом, мас. %: Аl2O3=19-48; F=17-28; Na2O=2,8-12; К2O=0,36-6,0; СаО=0,6-1,8; SiO2=0,5-2,7; Fe2O3=1,7-3,6; Собщ=22-30; MnO=0,05-l,2; MgO=0,06-0,87; S=0,09-0,34; Ρ=0,09-0,15.
Изменение содержания углеродфторсодержащей пыли фильтров алюминиевого производства в составе заявляемой шихты производилось с учетом получения высококачественного наплавленного металла (хорошее формирование наплавляемого валика, плотный наплавленный металл без трещин, пор и неметаллических включений), при этом учитывалось содержание остальных компонентов, влияющих на твердость, ударную вязкость и износостойкость получаемого при наплавке металла.
При изготовлении порошковой проволоки использовали: порошок железа марки ПЖВ1 по ГОСТ 9849-86, порошок никеля ПНК-1Л5 по ГОСТ 9722-97, порошок кобальта ПК-1У по ГОСТ 9721 -79, порошок углеродистого ферромарганца ФМн 78(A) по ГОСТ 4755-91, порошок ферросилиция марки ФС 75 по ГОСТ1415-93, порошок высокоуглеродистого феррохрома марки ФХ900А по ГОСТ 4757-91, порошок ферромолибдена марки ФМо60 по ГОСТ 4759-91, порошок феррованадия марки ФВ50У0,6 по ГОСТ 27130-94 и порошок ферробора марки ФБ20 по ГОСТ 14848-69.
Порошки перемешивались в смесителе для получения однородной массы, а затем прокаливались для удаления влаги при температуре (250-350)°С. Далее вводилась углеродфторсодержащая пыль фильтров алюминиевого производства. Изготовление порошковой проволоки производилось на станке. Диаметр готовой проволоки после операций волочения составлял 3,6 мм при коэффициенте заполнения 0,32. Порошковой проволокой с предложенной шихтой производилась наплавка стальных пластин из стали 3сп. Наплавка производилась под флюсом АН-20 с использованием сварочного трактора ASAW-1250.
Наличие трещин в процессе наплавки оценивали визуально, контроль качества проводили ультразвуковым методом, а также с использованием вырезанных из наплавленных валиков металлографических шлифов. Содержание водорода в наплавленном металле определялось на газоанализаторе фирмы «LECO» ТС-600 (США). Содержание водорода изменялось в пределах 0,2-0,6 см3/100 г наплавленного металла при допустимом содержании водорода в высоколегированном наплавленном металле до 2 см3/100 г металла. Твердость наплавленного металла контролировалась непосредственно после наплавки. Твердость наплавленного металла после наплавки составляла 44-49 HRC. Дефекты (трещины, поры и неметаллические включения) при наплавке порошковой проволокой с шихтой заявляемого состава, содержащей пыль электрофильтров алюминиевого производства, не выявлены. После наплавки валиков на пластины производилась вырезка образцов и испытания на машине 2070 СМТ-1 на истираемость.
В таблице 1 приведены 5 вариантов составов шихты порошковой проволоки с заграничными и заявляемыми пределами.
Влияние изменения химического состава на технологические свойства и механические характеристики наплавленного металла приведено в таблице 2. Использование заявляемой порошковой проволоки по сравнению с прототипом позволяет:
1. Повысить качество наплавленного металла за счет снижения его загрязненности неметаллическими включениями, снизить вероятность порообразования и предотвратить образование холодных трещин.
2. Уменьшить содержание водорода за счет введения фторсодержащих компонентов и создания дополнительной газовой защиты в среднем до 0,3-0,6 см3/100 г металла.
3. Повысить твердость наплавленного металла до 44-49 HRC.
4. Снизить себестоимость изготовления порошковой проволоки за счет уменьшения содержания легирующих компонентов и использования отходов алюминиевого производства.
Источники информации
1. А.с. СССР №563252, М. Кл2 В23К 35/368.
2. А.с. СССР №536924, М. Кл2 В23К 35/368.
3. Патент РФ №2518035, кл. В23К 35/368.
Claims (2)
- Порошковая проволока, состоящая из стальной оболочки и шихты, содержащей порошки ферромарганца, ферросилиция, феррохрома, ферромолибдена, феррованадия, железа и углеродфторсодержащую пыль фильтров алюминиевого производства, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит порошки никеля, кобальта и ферробора при следующем соотношении компонентов проволоки, мас. %:
-
стальная оболочка 67,0-68,0 ферромарганец 1,6-8,0 ферросилиций 0,80-2,88 феррохром 0,90-9,2 ферромолибден 0,05-3,80 феррованадий 0,50-5,00 никель 0,01-2,5 кобальт 0,003-0,19 ферробор 0,006-0,47 углеродфторсодержащая пыль фильтров алюминиевого производства 1,30-5,80 железо остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016125086A RU2632505C1 (ru) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | Порошковая проволока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016125086A RU2632505C1 (ru) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | Порошковая проволока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2632505C1 true RU2632505C1 (ru) | 2017-10-05 |
Family
ID=60040687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016125086A RU2632505C1 (ru) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | Порошковая проволока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2632505C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2665859C1 (ru) * | 2017-10-11 | 2018-09-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Шихта порошковой проволоки |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3838246A (en) * | 1972-09-08 | 1974-09-24 | Y Gretsky | Flux-cored electrode |
SU536924A1 (ru) * | 1975-01-10 | 1976-11-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт строительного и дорожного машиностроения | Состав шихты дл наплавки |
SU563252A1 (ru) * | 1975-04-01 | 1977-06-30 | Предприятие П/Я А-1495 | Шихта порошковой проволоки |
RU2518035C1 (ru) * | 2013-06-24 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Порошковая проволока |
-
2016
- 2016-06-22 RU RU2016125086A patent/RU2632505C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3838246A (en) * | 1972-09-08 | 1974-09-24 | Y Gretsky | Flux-cored electrode |
SU536924A1 (ru) * | 1975-01-10 | 1976-11-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт строительного и дорожного машиностроения | Состав шихты дл наплавки |
SU563252A1 (ru) * | 1975-04-01 | 1977-06-30 | Предприятие П/Я А-1495 | Шихта порошковой проволоки |
RU2518035C1 (ru) * | 2013-06-24 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Порошковая проволока |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2665859C1 (ru) * | 2017-10-11 | 2018-09-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Шихта порошковой проволоки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2518035C1 (ru) | Порошковая проволока | |
CA2550454C (en) | Hardfacing electrode | |
RU2619547C1 (ru) | Порошковая проволока для наплавки | |
US20180221997A1 (en) | Agglomerated welding flux and submerged arc welding process of austenitic stainless steels using said flux | |
CN110682032A (zh) | 一种用于水泥挤压辊修复的自保护硬面堆焊药芯焊丝 | |
RU2661126C1 (ru) | Шихта порошковой проволоки | |
Gusev et al. | A study on the properties of the deposited metal by flux cored wires 40GMFR and 40H3G2MF | |
RU2579328C1 (ru) | Шихта порошковой проволоки | |
CN105149816A (zh) | 一种用于水泥辊堆焊自保护药芯焊丝 | |
JP6690786B1 (ja) | ソリッドワイヤ及び溶接継手の製造方法 | |
RU2641590C2 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2632505C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2518211C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2478030C1 (ru) | Порошковая проволока для наплавки | |
RU2492981C1 (ru) | Шихта порошковой проволоки | |
RU2608011C1 (ru) | Модификатор для сварочных материалов | |
RU2623981C2 (ru) | Шихта порошковой проволоки | |
RU204457U1 (ru) | Проволока номинальным диаметром до 5мм для наплавки роликов машин непрерывного литья заготовок | |
CN109664046B (zh) | 一种利用空气渗N的(Ti,Al)N强化自保护药芯焊丝 | |
RU2785557C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2762690C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2750737C1 (ru) | Порошковая проволока для механизированной наплавки сталей | |
RU2726230C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2753632C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2756550C1 (ru) | Порошковая проволока |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190623 |