Склад електрода, що витрачається

Предлагаемое изобретение относится к металлургии, а именно к составам расходуемых электродов для электродугового переплава и может быть использовано для получения деталей из титанового чугуна, работающих в условиях абразивного износа с ударными нагрузками. Известен расходуемый электрод [1], состоящий из оболочки, во внутрь которой запрессованы раскислители, предназначенные для удаления вредных примесей из расплавленного металла. Однако этот расходуемый электрод не может быть использован для получения титанового чугуна. Известен расходуемый электрод [2], являющийся наиболее близким к заявляемому, в составе которого содержатся железосодержащий материал и ионизирующее вещество. При этом в качестве ионизирующего вещества введен кальцит, а также в состав введены окись лантана, плавиковый шпат при следующем соотношении компонентов (в мас.%), а в качестве железосодержащего материала использован чугун, из которого изготовлена оболочка электрода: В данном составе осуществляют карбидообразующие элементы, такие как хром, вольфрам, титан, церий и др. Эти элементы при образовании карбидной фазы обеспечили бы высокую твердость сплава и его стойкость в условиях абразивного износа. Наличие же в составе шихты данного расходуемого электрода окиси лантана обеспечивает образование только шаровидного графита, который влияет на прочностные свойства. Кроме того, лантан по своим химическим свойствам легко соединяется с кислородом, а не с углеродом, то образование карбидов лантана возможно только при вводе в состав шихты ферролантана или других его соединений, в которых он бы не образовывал химические соединения с кислородом. Кроме того, использован дорогой дефицитный окисел. В основу изобретения поставлена задача создать такой состав расходуемого электрода, в результате переплава которого образовывался бы титановый чугун, обладающий высокой износостойкостью за счет образования при переплаве карбидов титана, что в конечном итоге приводит к повышению долговечности деталей. Поставленная задача решается тем, что в состав расходуемого электрода, содержащего железосодержащий материал и ионизирующее вещество, согласно изобретения, в состав шихты введены графит, ферротитан, ферромарганец; при этом в качестве железосодержащего материала - железный порошок, а в качестве ионизирующего вещества - ферросиликокальций, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: При этом, введение в состав шихты графита в пределах 3,0-4,2% обеспечивает получение в сплаве карбидов титана, при введении в шихту графита меньше нижнего предела - 3,0% не обеспечивается образование карбидов титана, а при введении графита больше 4,2 % не происходит его полное усвоение в жидком металле. Неусвоившийся графит всплывает на поверхность жидкого металла в виде спели. Ферротитан, введенный в состав шихты электрода в пределах 43,6-63,0% обеспечивает образование в сплаве карбидов титана, при введении в состав шихты ферротитана меньше 43,6%, не обеспечивается достаточное образование карбидов титана, влияющих на твердость и износостойкость переплавленного металла, а выше 63,6%, при данном соотношении ингредиентов, происходит неполное его усвоение в жидком сплаве. Неусвоившийся титан соединяется с кислородом и переходит в шлаковую систему в виде окисла тита-на. Введение в состав шихты ферромарганца в пределах 1,4-3,4% обеспечивает стабилизацию в сплаве достаточного количества остаточного аустенита, способного удерживать карбидную фазу от выкрашивания. Введение его в состав шихты менее 1,4% не обеспечивает стабилизацию достаточного количества остаточного аустенита, а при введении его более 3,4% не способствует увеличению аустенита в сплаве. Ферросиликокальций введен в состав шихты в пределах 4,0-8,0% как ингредиент, обеспечивающий стабильность дугового процесса за счет ионизирующих свойств кальция, Ввод его в состав меньше 4,0% не обеспечивает хорошей стабильности дугового процесса, а больше 8,0% не способствует улучшению ее стабильности. Железный порошок введен в состав шихты электрода как балласт. Таким образом, введение в состав шихты расходуемого электрода графита, ферротитана, ферромарганца, ферросиликокальция и железного порошка в предлагаемом соотношении обеспечивает при переплаве образование карбидов титана и остаточного аустенита, влияющих на повышение твердости переплавляемого металла, а значит повышение стойкости к абразивному износу деталей, изготовленных из титанового чугуна (после отжига, механической обработки и закалки), вследствие чего увеличивается их долговечность. Заявляемый состав шихты расходуемого электрода приготавливают следующим образом. Поставляемые в кусках такие ингредиенты как ферротитан, ферромарганец и ферросиликокальций предварительно дробят в щековых дробилках до размеров не более 50 х 40 х 30 мм. Затем эти фракции измельчают в шаровых мельницах до порошкообразного состояния. После этого все ингредиенты: ферротитан, ферромарганец и ферросиликокальций, а также поставляемые в порошкообразном состоянии графит и железный порошок просушивают в сушильном шкафу при температуре около 150°С в течение двух часов. Перед навеской все ингредиенты просеивают через сито с размером ячейки 0,056 мм. Взвешенные и просеянные ингредиенты затем смешивают в двухконус-ном смесителе в течение трех часов до получения однородного состояния^ приготовленной шихтой заполняют стальную трубу и производят переплав. Для изготовления состава использовали графит кристаллический ГЛЗ в соответствии с ГОСТ17022-81, ферротитан ФТи-30-ГОСТ 47680, ферромарганец ФМн-1,0-ГОСТ 4755-80, ферросиликокальций -ЧМТУ 5-15-69, железный порошок ПЖС-2 ГОСТ 9849-87. Пример. Были изготовлены расходуемые электроды из стальной трубы диаметром 33 мм при толщине стенки 2,5 мм. Внутреннюю полость ее заполняли расчетным составом шихты, приведенным в таблице. Переплав вели при помощи лабораторной установки в медный водоохлаждаемый кокиль. Питание электрической дуги осуществляли от источника питания переменного тока. Режим переплава электродов: ид = 36-38 В, Ісв = 1800-2000 А. Размер полученных слитков: 030 мм, 1= 130 мм. Анализ свойств полученных слитков показал, что переплав состава "три" (см. таблицу) имеет наибольшую стойкость в условиях абразивного износа и равную 1,7, что видно из приведенной таблицы. Химический состав выплавленных слитков следующий (в мас.%); С - 3,0-3,4; Т - 1,7-2,1; Мн - 1,0-1,3; ТІ - 5,06,0; и Р Є 0,03. Результаты испытаний расходуемых электродов приведены в таблице. Таким образом, как видно из таблицы, наиболее высокие показатели износостойкости имеют образцы из титанового чугуна, полученные в результате переплава расходуемыми электродами, имеющими составы шихты в примерах 2-4, по сравнению с примерами 1 и 5 и прототипом.