Склад електродного покриття

Склад електродного покриття для наплавки виробів з високомарганцевої сталі, який містить плавиковий шпат, графіт, марганець, слюду, мар мур, високовуглецевий ферохром, який відрізняється тим, що додатково містить карбоксиметилцелюлозу, фероітрій, доломіт, ільменітовий концентрат при такому співвідношенні компонентів, мас % 1 Плавиковий шпат 7,0-10,7 2 Графіт 1,0-1,5 3 Марганець 38,0 - 40,3 4 Слюда 3,0-4,0 5 Мармур 11,0-13,0 6 Високовуглецевий феро- 21,25-26,0 хром 7 Карбоксиметил целюлоза 1,0-2,0 8 Фероітрій 0,15-0,25 9 Доломіт 3,0-5,0 10 Ільменітовий концентрат 5,0-6,5 Винахід стосується до галузі зварювання, а саме, складу електродного покриття для електродів, які використовуються при наплавці виробів із високомарганцевої сталі, працюючих в умовах великих контактних навантажень та абразивного зношування, наприклад, хрестовини рельсової коли, кільця траків і т с Відомий склад електродного покриття [1], який містить у своєму складі такі компоненти мас % 1 Плавіковии шпат 3,0-5,0 2 Феромарганець 40,0-45,0 3 Феромолібден 1,0-2,0 залишків аустенітного чавуну недоцільне з точки зору підвищення механічних властивостей наплавленого металу (твердість, тимчасовий опір) Таким чином, розглядаєме електродне покриття не забезпечує отримання наплавленим металом такого зовнішнього вигляду який визначається експертним заключениям по 5-ти бальній ОЦІНЦІ (наявність гарячих тріщин) Окрім цього, використання такого дефіцитного компоненту у покритті як аустенітний чавун (типа нирезист) неефективно з економічної точки зору Як прототип обране електродне покриття [2] у складі якого містяться такі компоненти мас % 1 Плавіковии шпат 9,0-11,0 2 Графіт 4,0-4,5 3 Марганець 48,0-50,0 4 Хромомолибденова лигатура 1,8-2,0 5 Феротитан 5,3-6,0 6 Сода 0,5-0,7 7 Високовуглецевий ферохром 4,2-5,0 8 Окис хрому 0,8-1,0 9 Слюда 1,5-2,0 10 Фероалюмоцирконій 1,0-1,2 11 Мармур останнє Наявність марганцю у складі електродного по 4 5 6 7 8 9 10 11 12 АЛЮМІНІЙ 0,8-1,0 Хром 3,0-4,0 Графіт 0,8-1,0 Поташ 0,3-0,5 Сода 0,7-1,0 Феротітан 3,0-5,0 Медяний порошок 1,0-2,0 Залишки аустенітного чавуну 25,0-35,0 Мармур останнє Велика наявність у електродному покритті феромарганця в КІЛЬКОСТІ ДО 45% спроможна утворенню гарячих тріщин у наплавленому металі, який відповідає типу високомарганцевої сталі та підвищує його ламкість Уведення до складу електродного покриття криття у КІЛЬКОСТІ до 45% та графіту до 4,5%, сприяє утворенню гарячих тріщин у наплавленому О ю СО ю 59395 металі Мікроструктура наплавленого металу, отриманого за рахунок розплавлення цього електродного покриття складається з аустенітної матриці з включеннями невеликої КІЛЬКОСТІ карбідів хрому та марганцю Включення сірки та фосфору спостерігаються у міжзерновому просторі, що сприяє ламкості наплавленого металу Слідством цього є низькі твердість (170НВ) та тимчасовий опір (бООМПа) наплавленого металу В той час, наприклад, як для відливок з сталі 110Г13Л твердість сягає 220НВ, а тимчасовий опір - 800МПа З цього можна зробити висновок, що отримання наплавленого металу шляхом розплавлення вказаного електродного покриття не забезпечує ВІДПОВІДНИХ механічних властивостей наплавленому металу У основу винаходу покладено задачу удосконалення електродного покриття за рахунок можливості зміни мікроструктури наплавленого металу при його розплавленні, з забезпеченням підвищених механічних властивостей Крім того виключення з составу електродного покриття дефіцитних компонентів дає можливість зменшити його вар тість Поставлене технічне завдання вирішується за рахунок того, що до відомого складу електродного покриття, яке містить плавіковий шпат, графіт, марганець, мармур, високовуглецевий ферохром додатково уведені карбоксиметилцелюлоза, фероітрій, доломіт, ільменітовий концентрат при такому ЗМІСТІ компонентів мас % 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Плавіковий шпат 7,0-10,7 Графіт 1,0-1,5 Марганець 38,0-40,3 Слюда 3,0-4,0 Мармур 11,0-13,0 Високовуглецевий ферохром 21,25-26,0 Карбоксиметилцелюлоза 1,0-2,0 Фероітрій 0,15-0,25 Доломіт 3,0-5,0 Ільменітовий концентрат 5,0-6,5 Було виготовлено п'ять варіантів електродного покриття (табл 1) Воно було нанесено методом опресування на електродні стержні, зроблені з зварювальної проволоки Св-08А Таблиця 1 Варіанти електродного покриття No Компоненти 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Плавіковий шпат Графіт Марганець Слюда Мармур Високовуглецевий ферохром Карбоксиметилцелюлоза Фероітрій Долом ітг Ільменітовий концентрат Сода Феротітан Фероалюмоцирконій Хромомолибденова лигатура Окис хрому 1 11,5 1,8 43,2 2,8 10,5 20,0 2,4 0,1 3,3 4,4 2 10,7 1,5 38,5 3,5 13,0 21,25 1,8 0,25 3,5 6,0 Варіанти 3 8,7 1,2 40,3 4,0 11,0 24,6 1,0 0,2 4,0 5,0 Прототип 4 7,0 1,0 38,0 3,0 12,0 25,35 2,0 0,15 5,0 6,5 5 8,0 0,8 32,0 4,5 13,5 26,5 0,9 0,3 5,5 8,0 10,0 4,0 50,0 2,0 18,3 5,0 0,5 6,0 1,2 2,0 1,0 Були отримані п'ять варіантів електродів дали наплавлений метал з такими механічними та зварювально-технічними властивостями (табл 2) Таблиця 2 Характеристики наплавленого металу Характеристики та властивості наплавленого металу 1 Твердість, НВ 215 Середній знос, мг/кг 5,2 Пори на поверхні Дві наЮ см^ Бризки металу (у балах) 3 Відставання шлакової корки (у 3 балах) Формування шва (у балах) 4 Тимчасовий опір, МПа 778 Показники варіантів 2 3 4 230 240 220 4,7 4,3 4,8 Нема Нема Нема 4 5 4 Прототип 5 210 200 5,0 5,7 Одна на Юсм^ Дві на Юсм^ 3 3 5 5 5 4 4 4 828 5 864 4 792 2 756 4 720 59395 Мікроструктура металу отримана за рахунок розплавлення покриття, заявляемого складу, складається з аустенітної матриці з включеннями гілок мартенситу Карбіди марганцю та хрому розташовані у середині зерен Міжзерений простір містить мінімальну КІЛЬКІСТЬ сірки та фосфору, тобто таку, що не спроможне утворити гарячі тріщини у процесі наплавки Як шлакоутворюючі та забезпечуючі стійке горіння дуги уведені такі компоненти Ільменітовий концентрат 5,0-6,5% Доломіт 3,0-5,0% Мармур 11,0-13,0% Фероітрій, уведений в КІЛЬКОСТІ 0,15-0,20%, забезпечує у присутності хрому підвищення ЗНОСОСТІЙКОСТІ наплавленого металу, зменшує склад шкідливих домішок сірки та фосфору Карбоксиметілцелюлоза (КМЦ) уведена у КІЛЬ КОСТІ 1,0-2,0% для підвищення пластичності компонентів шихти (добра пресуємість) та спроможнює поліпшенню змішування різнорідних компонентів електродного покриття (мармур та ільменітовий концентрат) Вказані ознаки не виявлені авторами у жодному з вивчених джерел Як видно із табл 2, оптимальним є третій варіант складу електродного покриття, який забезпечує високі механічні властивості наплавленому металу і його високу якість Комп'ютерна верстка Е Гапоненко Зварювально-технологичні випробування нового складу електродного покриття виявили, що в процесі наплавки забезпечується стійке горіння дуги, добре відставання шлакової корки, відсутність пор та тріщин у наплавленому металі (при ОЦІНЦІ трьома експертами) Механічні властивості наплавленого металу (твердість та ЗНОСОСТІЙКІСТЬ) на значну величину перевищують показники прототипу Заявляєме електродне покриття використовувалося при виготовленні дослідної партії електродів, яка пройшла випробування у службі коли Харківміськелектротрансу Рішення, що замовляється, невідомо з рівня техніки, тому воно є новим, має винахідницький рівень, тому що ВІДОМІ та нові ознаки складу електродного покриття, та як слідство досягнений технічний результат, для фахівця наявним чином не випливає з рівня техніки Промислове застосування наявне, т я при реалізації рішення використовують загальнодоступне обладнання З цих причин замовлене рішення відповідає критеріям винаходу і може мати правовий захист Інформаційні джерела 1 Авторське свідоцтво СРСР №703998, В23К, 35/365 2 Авторське свідоцтво СРСР №778037, В23К, 35/365 Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна