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 без удармых нагрузок. 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 отсутствуют карбидо-образующие 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, ферроти-тан, ферромарганец; при этом в качестве железосодержащего материала - железный порошок, я в качестве ионизирующего вещества - ферросиликокальций, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: При введении в состав шихты расходуемого электрода графита в пределах 2,4-3,6% обеспечится получение в сплаве карбидов титана, при введении в шихту графита меньше нижнего предела - 2,4% - не обеспечивается образование карбидов титана, а введение графита больше верхнего предела - 3,6% - не обеспечивается его полное усвоение в жидком металле, т.к. не происходит его полный баланс. Введение ферротитана в состав шихты в пределах 68,0-88,0% обеспечивает образование в сплаве карбидов титана и титанистого железа. При введении ферротитана меньше 68,0% не обеспечивается образование при переплаве достаточного количества карбидов титана, повышающих твердость сплава. Введение ферротитана в состав шихты более 88,0% нецелесообразно, т.к. приведет к неполному его усвоению в жидком сплаве. Введение в состав шихты расходуемого электрода ферромарганца в пределах 1,6-2,4% обеспечивает образование в сплаве достаточного количества остаточного аусте-нита, способного удерживать карбидную фазу от выкрашивания. Уменьшение содержания ферромарганца ниже 1,6% не обеспечит образование достаточного количества остаточного аустенита, что приведет к резкому снижению стойкости переплавленного металла. Увеличение содержания ферромарганца более 2,4% в составе шихты расходуемого электрода повлекло бы за собой изменение соотношения ингредиентов, входящих в состав шихты, в результате чего невозможно было бы получить переплав с высокой стойкостью к абразивному износу. Введение ферросиликокальция в состав шихты в пределах 4,0-6,0% обеспечивает стабильность дугового процесса. Снижение его содержания меньше 4,0% ведет к ухудшению стабильности горения дуги. А увеличение его содержания более 6,0% повлияло бы на соотношение других ингредиентов, входящих в состав шихты расходуемого электрода, а также повлияло бы на стойкость переплавляемого металла в условиях абразивного износа. Железный порошок введен в состав шихты расходуемого электрода как балласт. Таким образом, введение в состав шихты графита, ферротитана, ферромарганца, ферросиликокальция и железного порошка в предлагаемом соотношении обеспечивает при переплаве образование карбидов титана и мартенситной матрицы, влияющих на повышение твердости переплавляемого металла; а значит - повышению стойкости к абразивному износу деталей, изготовленных из титанового чугуна, что увеличивает их долговечность. Заявляемый состав шихты расходуемого электрода приготавливают следующим образом: Поставляемые в кусках такие элементы как ферротитан, ферромарганец и ферросиликокальций предварительно дробят в щековых дробилках до размеров не более 50x40x30 мм. Затем эти фракции подвергают измельчению 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 течении двух часов. Перед навеской все ингредиенты просеивают через сито с размером ячейки 0,056 мм. Взвешенные и просеянные ингредиенты затем смешивают в двух конусном смесителе в течении трех часов до получения однородного состояния, приготовленной шихтой заполняют стальную трубу и производят переплав. Для изготовления состава использовали графит кристаллический ГЛЗ в соответствии с ГОСТ 17022-81, ферротитан ФТи-30- ГОСТ 476 -80, ферромарганец ФМн-1,0-ГОСТ 4755-80, ферросиликокальций - ЧМТУ 515-69, 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-К38 В, Ісв= 18004-2000 А. Размер полученных слитков: 030 мм, 1=130 мм. Анализ свойств полученных слитков показал, что переплав состава "четыре" (см. табл.) имеет наибольшую стойкость в условиях абразивного износа и равную 4,5, что видно из приведенной таблицы. Химический состав выплавленных слитков следующий (в мас.%): С - 2,9-4-3,2; і -1,64-1,9; Мп -0,9-М,2; ТІ -9,5410,5; и Р -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.