Екзотермічна суміш для наплавлення та зварювання сталей

Реферат: Екзотермічна суміш для наплавлення та зварювання сталей містить залізо-алюмінієвий терміт, який отримують з порошків окалини та алюмінієвого порошку, феросиліцій та феромарганець. При цьому до складу суміші входить мідний порошок та порошок селітри калієвої, з наступним співвідношенням компонентів, мас. %: окалина 67-72 алюмінієвий порошок 14-15 мідний порошок 4-5 селітра калієва 8-10 феромарганець 0,5-0,8 феросиліцій 1,5-2,2. UA 119257 U (12) UA 119257 U UA 119257 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до сфери зварювання-відновлення екзотермічними сумішами і може бути використана для відновлення незначних дефектів на відповідальних деталях. Відома термітна суміш для отримання кременистих чавунів [Патент РФ № 2465095, кл. B22F 3/23, 2012 р.], що містить залізну окалину і додатково силумінову та графітову стружку при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: залізна окалина 64-73,9 силумінова стружка 26-34 графітова стружка 0,1-2. Недоліком даної термітної суміші для отримання кременистих чавунів є: вузька сфера застосування через вміст кременистих матеріалів в силуміновій стружці; нерівномірність хімічного складу стружки; висока температура запалювання; низький вихід якісного металу. Відома терміна суміш [Патент BY № 15760, кл. С21В 15/02, С22С 33/00, 2012 р.], основою якої є оксиди заліза, як відновник містить стружку алюмінієвих сплавів та додатково доменний присад при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: стружка алюмінієвих сплавів 25-40 доменний присад до 50 оксиди заліза решта. Недоліком такої термітної суміші є високий вміст відновника у вигляді алюмінієвої стружки. Це викликає надмірну пірофорність суміші, що призводить до незадовільної якості виливків, оскільки відбувається кипіння металу, значна частина якого випаровується з утворенням раковин та газових пор. Високий вміст доменного присаду призводить до часткової ліквації отриманого матеріалу. Найбільш близькою до запропонованої суміші є екзотермічна суміш для обігріву ливникових частин ливарних форм [Патент РФ № 2108889, кл. B22D 7/10, B22D 27/06, 1998 р.], що містить залізо-алюмінієвий терміт, електродний порошок, феросиліцій, феромарганець, плавиковий шпат при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: залізо-алюмінієвий терміт 90,2-93 електродний порошок 3-4 феросиліцій 2-3 феромарганець 0,5-0,6 плавиковий шпат 1,5-2. Гранулометричний склад екзотермічної суміші в мм: залізо-алюмінієвий терміт 0,1-0,63, електродний порошок до 0,1, феросплави та плавиковий шпат до 3. Залізо-алюмінієвий терміт являє собою порошкоподібну суміш алюмінієвого порошку та порошку оксидів заліза у вигляді залізної окалини чи руди наступного складу, мас. %: алюмінієвий порошок 22-26 залізна окалина чи руда 74-78. Недоліком такої екзотермічної суміші для обігріву ливникових частин ливарних форм є: обмежена сфера застосування, низький вихід якісного металу, високий вміст алюмінію, недостатнє відділення шлаку. В основу корисної моделі поставлено задачу у екзотермічній суміші для обігріву ливникових частин ливарних форм шляхом введення нових компонентів та зміни гранулометричного складу екзотермічної суміші отримати новий результат - розширення сировинної бази при підборі компонентів, підвищення температури горіння екзотермічної суміші, можливість здійснення наплавлення сталевих деталей. Указана задача вирішується тим, що екзотермічну суміш для наплавлення та зварювання сталей отримують шляхом компонування залізо-алюмінієвого терміту, який отримують з порошків попередньо підготовленої за стандартною методикою окалини та алюмінієвого порошку ПА-3 ГОСТ 6058-73, а також мідного порошку ПМС-1 ГОСТ 4960-75, порошку селітри калієвої ГОСТ 19790-74, феросиліцію ФС45, феромарганцю ФМн75А. Масова частка компонентів екзотермічної суміші для наплавлення та зварювання сталей, мас.%: окалина 67-72 алюмінієвий порошок 14-15 мідний порошок 4-5 селітра калієва 8-10 феромарганець 0,5-0,8 феросиліцій 1,5-2,2. Гранулометричний склад екзотермічної суміші в мм: залізо-алюмінієвий терміт, а саме, окалина 0,4-0,5, порошок алюмінію 0,3; мідний порошок 0,1; порошок селітри калієвої 0,4-0,5; порошок феросиліцію та феромарганцю 0,1. 1 UA 119257 U Хімічний склад матеріалу в результаті спалювання заявленої екзотермічної суміші для наплавлення та зварювання сталей С 0,43 5 10 15 20 25 Si 0,21 Cr 0,22 Mo 0,19 Fe 98,94 Введення в екзотермічну суміш селітри калієвої у кількості 8-10 % забезпечує стабільне горіння за рахунок високого вмісту в ній кисню. Це дозволяє зменшити в екзотермічній суміші вміст алюмінієвого порошку. Додавання у екзотермічну суміш мідного порошку у кількості 4-5 % підвищує пірофорність суміші, знижує температуру запалювання на 150-200 °C. Додавання у екзотермічну суміш феросиліцію та феромарганцю у заявленій кількості приводить до зниження швидкості горіння, і як наслідок відбувається рівномірний прогрів деталі з вкрапленням відновленого заліза в деталь. Заявлений гранулометричний склад екзотермічної суміші сприяє стабільному протіканню реакції з мінімальним викидом металу за рахунок поруватості суміші. Екзотермічну суміш для наплавлення та зварювання сталей отримують шляхом змішування компонентів шихти у змішувачах будь якої конфігурації. Наплавлення чи зварювання проводять шляхом засипки екзотермічної суміші для наплавлення та зварювання сталей на пошкоджену поверхню та ініціюють екзотеремічну реакцію. Після проходження екзотермічної реакції верхній шар шлаку знімають металевою щіткою та проводять додаткові операції (фрезерування, шліфування). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Екзотермічна суміш для наплавлення та зварювання сталей, що містить залізо-алюмінієвий терміт, який отримують з порошків окалини та алюмінієвого порошку, феросиліцій та феромарганець, яка відрізняється тим, що до її складу входить мідний порошок та порошок селітри калієвої, з наступним співвідношенням компонентів, мас. %: окалина 67-72 алюмінієвий порошок 14-15 мідний порошок 4-5 селітра калієва 8-10 феромарганець 0,5-0,8 феросиліцій 1,5-2,2. Комп’ютерна верстка М. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2