Порошковий дріт для зварювання і наплавлення високоміцного чавуну

Порошковий дріт для зварювання і наплавлення високоміцного чавуну, що складається зі сталевої низьковуглецевої оболонки і порошкоподібної шихти, до складу якої входять графіт, силікокальцій, феромарганець і залізний порошок, який відрізняється тим, що шихта додатково містить мармур при наступному співвідношенні компонентів, мас % Графіт 17,5-30,8 Силікокальцій 19,0 - 34,3 Мармур 11,5-19,8 Феромарганець 0,28 - 3,88 Залізний порошок решта при цьому коефіцієнт заповнення порошкового дроту складає 26,0 - 32,3% Винахід відноситься до зварювального виробництва, а саме до матеріалів, що застосовуються дня зварювання і наплавлення високоміцного чавуну, переважно для заварювання дефектів на відливках із високоміцного чавуну з кулястим графітом Відомий порошковий дріт, що містить компоненти в наступному співвідношенні, мас % авт св СРСР № 468735, кл В 23 К 35/36, 1975р ), Недоліком цього складу є низький вміст кальцію в складі порошкового дроту При цьому в структурі наплавленого металу утворюється лише незначна частка кулястої форми графіту, а основну частину займає вермикулярна форма графіту, до того ж зерна металевої матриці мають значні розміри, що призводить до зниження властивостей МІЦНОСТІ наплавленого металу В основу винаходу поставлене завдання створення порошкового дроту для зварювання і наплавлення високоміцного чавуну з кулястим графітом, де шляхом додавання мармуру забезпечується утворення у наплавленому металі кулястої форми графіту, досягається здрібнювання зерна, та видалення в шлак шкідливих домішок За рахунок усього цього підвищуються властивості МІЦНОСТІ наплавленого металу Поставлене завдання вирішується тим, що порошковий дріт для зварювання і наплавлення високоміцного чавуну з кулястим графітом, що складається зі сталевої низьковуглецевої оболонки і порошкоподібної шихти, до складу якої входять графіт, силікокальцій, феромарганець і залізний порошок, згідно винаходу, шихта додатково містить мармур при наступному співвідношенні компонентів, мас % Графіт Силікокальцій Феромарганець Феротитан Залізний порошок 3,0-5,1 5,6-9,0 0,5-1,3 0,8-1,4 7,6-16,1 Низьковуглецева сталь оболонки - решта (див авт св СРСР № 356077, кл В 23 К 35/368,1972р ) Однак склад цього порошкового дроту не забезпечує достатніх властивостей МІЦНОСТІ наплавленого металу за рахунок утворення пластинчастої форми графіту замість кулястої через низький вміст елемента-глобуляризатора - кальцію Найближчим по технологічній суті і досягнутих результатах є склад порошкового дроту, що містить наступні компоненти, мас % Графіт Феросиліцій Силікокальцій Феромарганець 5,2-7,8 3,2-6,3 5,6-9,32 1,2-3,7 Низьковуглецева сталь оболонки - решта (див Графіт Силікокальцій Мармур 17,5-30,8 19,0-34,3 11,5-19,8 44111 Феромарганець Залізний порошок 0,28 - 3,88 решта при цьому коефіцієнт заповнення порошкового дроту складає 26,0 - 32,3% Наявність компонентів у таких кількостях є необхідним і достатнім для підвищення властивостей МІЦНОСТІ наплавленого металу Мармур проявляє глобуляризуючі властивості на утворення кулястої форми графіту Крім того, він забезпечує здрібнювання зерна металевої матриці, та видалення в шлак шкідливих домішок При ВМІСТІ в порошковому дроті мармуру в КІЛЬКОСТІ менше 11,5% не проявляються вище зазначені дм При збільшенні його КІЛЬКОСТІ понад 19,8% зварювальна ванна зашлаковується і в наплавленому металі з'являються шлакові включення Наявність у складі порошкового дроту графіту сприяє одержанню наплавленого металу без відбілу, та забезпеченню захисної атмосфери зварювальної ванни Включення до складу шихти менш ніж 17,5% графіту є недостатнім для утворення структурно-вільного графіту кулястої форми Збільшення КІЛЬКОСТІ графіту понад 30,8% приводить до утворення СПІЛІ на поверхні рідкої зварювальної ванни, що виключає одержання якісного наплавлення Силікокальцій, як і графіт, проявляє графітизуючу дію Якщо його вміст менше 19,0%, то в структурі наплавленого металу можливе утворення ледебуритних ділянок Наявність більш ніж 34,3% силікокальцію знижує МІЦНІСТЬ І підвищує крихкість наплавленого металу за рахунок збільшення КІЛЬКОСТІ графіту Феромарганець забезпечує необхідний рівень МІЦНОСТІ і пластичності Крім того, він протидіє шкідливому впливу сірки Якщо КІЛЬКІСТЬ феромарганцю менше 0,28%, то не проявляється ефект від його введення, а перевищення 3,88% - приводить до зниження ступеня графітизації Залізний порошок виконує роль баластового компонента, а його КІЛЬКІСТЬ визначається розрахунковим шляхом Таким чином, сукупність всіх істотних ознак запропонованого порошкового дроту за рахунок утворення в наплавленому металі кулястої форми графіту, здрібнювання зерен металевої матриці, а також видалення в шлак шкідливих домішок забезпечує підвищення властивостей МІЦНОСТІ наплавленого металу Для виготовлення порошкових дротів запропонованого складу застосовуються наступні матеріали Графіт електродний Силікокальцій Мармур Феромарганець Ф н н 1,0 Залізний порошок ПЖВ-2 Низьковуглецева сталева стрічка марки ст 08кп 0,3 х 12 за ДСТ 10274-79 за ДСТ 4762-77 за ДСТ 4416-73 за ДСТ 4755-80 за ДСТ 9849-87 за ДСТ 503-81 Компоненти шихти порошкових дротів попередньо дроблять до стану, що забезпечує вміст в пилоподібних частках більш 60% маси об'єму Перед звішуванням всі інгредієнти з вологістю більш 0,1% просушують при температурі 200 - 250°С, а потім просівають через сито № 04 за ДСТ 3584-73 Дріт виготовляється на профілюючому стані шляхом безупинного згортання стрічки , що заповнюється шихтою і наступним калібруванням і вальцюванням на необхідний діаметр дроту Кінцевий діаметр порошкового дроту складає 2,6мм, коефіцієнт заповнення становить 26,0 - 32,3% Для випробування властивостей дроту всіх складів проводили наплавлення ванним способом на пластини з високоміцного чавуну марки ВЧ 45 розмірами 100x100х40мм Температура нагріву пластин складала 700°С Наплавлення проводилося зварювальним напівавтоматом А-765 від джерела живлення ВР-600 відкритою дугою на постійному струмі прямої полярності на режимі Ісв = 250 - 280А, и д = 26 - 28В, V m = 286м/ч Приклади складів порошкових дротів для зварювання і наплавлення високоміцного чавуну із кулястим графітом і властивостями МІЦНОСТІ приведені в таблиці Таблиця Результати випробувань зразків Вміст компонентів, % № складу графіт фероси- силіколіцій кальцій мармур феромарганець залізний порошок Коеф-т заповнення, % Тимчасовий опір при розтяганні (Ту, МПа Відносне видовження 5, % 1 16,3 — 17,4 10,7 0,03 55,6 33,1 360 7 2 17,5 — 19,0 11,5 0,28 51,7 32,3 380 8 3 23,5 — 25,8 15,2 1,88 33,6 29,2 495 7 4 30,8 — 34,3 19,8 3,88 11,2 26,0 470 7 5 32,9 — 36,8 21,2 4,31 4,8 25,3 465 6 Прототип 6,5 4,8 7,5 — 2,4 — 21,2 380 12 5 44111 Із таблиці видно, що порошкові дроти запропонованих складів забезпечують одержання наплавленого металу, що відповідає властивостям МІЦНОСТІ високоміцного чавуну ВЧ 40 - ВЧ 50 Найбільш високі властивості МІЦНОСТІ мас метал, на 6 плавлений порошковим дротом складу № 3, шихта якого містить, мас % 23,5 графіту, 25,8 силікокальцію, 15,2 мармуру, 1,88 феромарганцю і 33,6 залізного порошку ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90