Шихта порошкової стрічки

Шихта порошкової стрічки, що містить марганець металевий, феросиліцій, залізний порошок, яка відрізняється тим, що вона додатково містить ферохром, феротитан, порошок алюмінієвомагнієвий (ПАМ) і мармур при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: ферохром 3,0-5,0 марганець металевий 32-36 феросиліцій 1,0-3,0 феротитан 3,0-5,0 ПАМ 1,0-3,0 мармур 1,0-3,0 залізний порошок решта. (19) (21) a201009841 (22) 09.08.2010 (24) 10.05.2011 (46) 10.05.2011, Бюл.№ 9, 2011 р. (72) МАЛІНОВ ВОЛОДИМИР ЛЕОНІДОВИЧ, МАЛІНОВ ЛЕОНИД СОЛОМОНОВИЧ (73) ПРИАЗОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ (56) Заявка UA a 201004015, пріор. 06.04.2010, публ. 25.11.2010 Заявка UA a201007023, пріор. 07.06.2010, публ. 25.01.2011 Заявка UA a201008120, пріор. 29.06.2010, публ. 25.11.2010 SU 387799 A1, 22.06.1973 3 94558 мур при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: ферохром 3,0-5,0 марганець металевий 32-36 феросиліцій 1,0-3,0 феротитан 3,0-5,0 порошок алюмінієво-магнієвий (ПАМ) 1,0-3,0 мармур 1,0-3,0 залізний порошок решта. При наплавленні під флюсом порошковою стрічкою, що містить шихту пропонованого складу і має коефіцієнт заповнення 48-52 %, забезпечується вміст в наплавленому металі вуглецю 0,15-0,25 %, хрому 1-3 %, марганцю 14-17 %, кремнію 0,50,8 %, титану 0,15-0,25 %, алюмінію 0,1-0,15 %. Запропонований склад шихти більш економічний ніж відомі, оскільки не містить дорогих компонентів, таких як ферованадій, феромолібден, азотований марганець). Ферохром, що містить разом з хромом вуглець, введений до складу шихти в кількості 3-5 %, для здобуття в наплавленому металі вмісту вуглецю 0,15-0,25 % і легування хромом в кількості 1-3 %. Це забезпечує необхідні міцнісні характеристики і зносостійкість. Зменшення вмісту ферохрому менше нижньої межі (3 %) призводить до зниження зносостійкості, а збільшення межі (5 %) більше верху не забезпечує додаткового підвищення зносостійкості. Марганець металевий при вибраному співвідношенні компонентів у складі шихти легує наплавлений метал марганцем, аустенітоутворюючим елементом, що є, і забезпечує здобуття в структурі аустеніту з оптимальною стабільністю відносно до деформаційного перетворення на мартенсит при навантаженні. 4 Вміст в шихті марганцю металевої, нижче нижньої межі (32 %), може привести до утворення у структурі наплавленого металу великої кількості крихкого мартенситу і появи тріщин. Вміст марганцю металевого вище верхньої межі (36 %) призводить до зниження зносостійкості. Феросиліцій введений для легування наплавленого металу кремнієм, і за рахунок цього відбувається його зміцнення та підвищення зносостійкості. Вміст феросиліцію менше 1 % не ефективно, а вище, ніж 3 % може призвести до появи тріщин. Феротитан введений в склад для здобуття дрібнозернистої структури наплавленого металу і підвищення тріщиностійкості, а також для збільшення зносостійкості, за рахунок утворення дрібнодисперсних карбідів ТіС, які мають високу твердість. Зменшення вмісту феротитану менше нижньої межі (3 %) неефективно, а збільшення більше верхньої межі (5 %) не забезпечує додаткового збільшення зносостійкості і погіршує віддільність шлакової кірки. Порошок алюмінієво-магнієвий (ПАМ) підвищує якість наплавленого металу, оскільки є хорошим розкислювачем, нейтралізує шкідливий вплив азоту і сірки. Відхилення у велику і меншу сторону від оптимального вмісту ПАМ (1-3 %) неефективно. Мармур у вибраних кількостях забезпечує технологічність у процесі наплавлення, оскільки підвищує стабільність горіння дуги та зменшує ризик утворення пор. Вміст мармуру більше 3,0 % погіршує формування наплавленого металу, а менше 1,0 % - не ефективне. Для дослідження властивостей наплавленого металу було виготовлено п'ять варіантів шихти порошкових стрічок, вказаних в таблиці. 1. Таблиця 1 Варіанти складів порошкової стрічки для зносостійкого наплавлення Компоненти Ферохром Марганець металевий Феросиліцій Феротитан Порошок алюмінієвомагнієвий (ПАМ) Мармур Залізний порошок Вміст компонентів, мас. % 3 4 4,0 5,0 34,0 36,0 2,0 3,0 4,0 5,0 1 2,0 30 0,5 2,0 2 3,0 32 1,0 3,0 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 0,5 решта 1,0 решта 2,0 решта 3,0 решта 4,0 решта Шихта виготовлялася шляхом перемішування протягом 30 хв наважок порошкоподібних компонентів в змішувачі типу "п'яна бочка". Із дослідних партій шихти виготовлялася однозамкова порошкова стрічка перерізом 103 мм з коефіцієнтом заповнення 50 %. Як сталева оболонка використовувалася холоднокатана стрічка перерізом 300,4 мм зі сталі 08КП. Наплавлення виробляли на зварювальному автоматі А-1416 з джерелом живлення ВДУ-1201. Режим наплавлення: сила струму 450-500 А, напруга 30-32 В, швидкість наплавлення 25 м/ч. На 5 6,0 38,0 4,0 6,0 плавлення дослідних зразків виконувалася в 3 шари на пластини з маловуглецевоїсталі СтЗпс. Випробування зносостійкості наплавленого металу проводилися на машині МІ-1м за схемою "колодка-ролик", що характеризує сухе тертя. Ролик виготовлявся з рейкової сталі, що має твердість 340-350 НВ. В парі з ним зношувалися зразки, наплавлені порошковими стрічками різного складу. Відносна зносостійкість визначалася по формулі: 5  94558 PЭТ / SЭТ , PОБР / SОБР де PЭТ / SЭТ і PОБР / SОБР - відповідно, втрати маси еталона і зразка, віднесені до площі їх зношеної поверхні. За еталон порівняння прийнята зносостійкість металу, наплавленого порошковим дротом - прототипом. Визначалася також зносостійкість при зношуванні в потоці дробу, що транспортується стиснутим повітрям. Вплив дробу викликає наклепання поверхні, що приводить до передеформації приповерхневих об'ємів і утворенню втомних тріщин. Цей процес може розглядатися як аналогічний 6 змінам поверхневого шару, що відбуваються при контактно-втомному зношуванні в процесі експлуатації деталей. Тиск стисненого повітря складав 5 атм. Вихідний отвір абразивної для повітря суміші з сопла інжектора  16 мм. Кут атаки абразиву поверхні зношуваних зразків - 60 град. Тривалість випробування визначалася витратою заданої кількості дробу (20 кг). Відносна зносостійкість визначалася також по формулі (1). Дані по зносостійкості наплавленого металу порівняно з еталоном приведені в таблиці. 2. Таблиця 2 Відносна зносостійкість металу, наплавленого різними складами порошкової стрічки Номер варіанта складу шихти Відносна зносостійкість при сухому терті Відносна зносостійкість у потоці дробу 1 1,1 1,0 Приведені дані показують, що метал, наплавлений порошковою стрічкою з запропонованим більш економічним складом шихти, по зносостійкості наплавленого металу не поступається рівню, що досягається при використанні порошкового Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 2 1,15 1,2 3 1,2 1,25 4 1,1 1,3 5 1,0 1,1 6 (прототип) 1,0 1,0 дроту - прототипу. Цей склад шихти також забезпечує хороший комплекс наплавлювальнотехнологічних характеристик (в тому числі хороше формування та стійкість до утворення пор). Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601