Склад електродного покриття для наплавки

Изобретение относится к области сварки, в частности, к составам электродного покрытия для наплавки штампового инструмента, работающего до 600°С. Известные наплавочные материалы -электродные покрытия, предназначенные для наплавки штампового инструмента [1], не обеспечивают повышенных механических свойств наплавленного металла, роста теплостойкости и качества. Известный состав электродного покрытия имеет в своем составе следующие компоненты, мас. %: Настоящее электродное покрытие применяется для электродов, используемых при сварке и наплавке режущего инструмента, условия работы которого резко отличаются от требований к материалам и свойствам штампового, особенно горяче-штампового инструмента. Так, введение в состав электродного покрытия для наплавки штампов дефицитного элемента - двойной борид титана-хрома, вследствие его высокой твердости Нm = 220 кг/мм 2, в процессе наплавки и эксплуатации штампа вызывает образование трещин, что снижает его разгаростойкость и износостойкость. Использование такого компонента, как теллур, экономически не оправдано. Обычно обработка штампового инструмента, после его наплавки, осуществляется после отжига и возможно с применением стандартного режущего инструмента, не имеющего в своем составе теллура. Наличие меди в инструментальных сталях, а к ним относятся и штамповые стали, снижает их ковкость, а, следовательно, пластичность и вязкость, поэтому ее применение нежелательно. Таким образом, состав электродного покрытия не обеспечивает наплавленному металлу штампового инструмента высоких механических и те хнологических свойств. Наиболее близким по составу является покрытие электродного покрытия [2], содержащими в своем составе следующие компоненты, мас.%: Настоящее электродное покрытие также применяется для электродов, используемых при сварке и наплавке режущего инструмента, при этом образуется наплавленный металл типа быстрорежущей стали. Так, введение в состав электродного покрытия дефицитного элемента - двойной борид титана-хрома, 22,5% - вызывает образование глубоких трещин при наплавке этими электродами штамповых сталей. Высокое содержание феррованадия (15-17%) способствует образованию в наплавленном металле большого количества карбидов ванадия, которые ухудшают пластические свойства наплавленного металла, наносимого на штамповые стали. Содержание графита в электродном покрытии в количестве 5% способствует образованию нежелательных сложных карбидов вольфрама, хрома, что ухудшает механические свойства штамповой стали, вследствие образования трещин. Таким образом, состав электродного покрытия не может обеспечить наплавленному металлу штампового инструмента высоких механических и эксплуатационных свойств. Задачей настоящего изобретения является повышение механических свойств наплавленного металла, увеличение его теплостойкости-(горячая твердость) и росту качеств наплавленного металла. Технический результат достигается тем, что в состав электродного покрытия дополнительно введены фтористый иттрий, молибденовая пыль, слюда при следующем соотношении компонентов, мас.%: Введение фтористого иттрия в состав электродного покрытия способствует росту ударной вязкости и прочности, при этом предел прочности на разрыв возрастает на 10 кг/см 2. Такое влияние на прочностные характеристики связано с рафинированием и изменением формы, количества и распределения неметаллических включений, карбидов. Фтористый иттрий способствует возникновению в структуре наплавленного металла образования неметаллических включений и карбидов в глобулярной форме, которая служит для получения хорошего сочетания прочностных и пластических характеристик. Молибденовая пыль является продуктом утилизации и отработки молибденового порошка, изготавливаемого по ТУ 88.УССР -147.016-78. Молибденовая пыль, как заменитель ферромолибдена и более дешевая находит применение в качестве шихтового компонента порошковой проволоки. Использование в составе электродного покрытия более 11,7% молибденовой пыли приводит к загрязнению наплавленного металла фосфором и серой, что снижает механические свойства. При содержании в покрытии менее 9% молибденовой пыли, содержащийся в ней молибден не обеспечит получения нужного количества износостойкого карбида молибдена - МО3С, что снижает прочностные характеристики наплавленного металла. Слюда вводится в массу электродного покрытия, как хороший пластификатор, обеспечивает устойчивое горение дуги, способствует образованию шлаков. При введении в электродную обмазочную массу менее 2,5% слюды затрудняются условия прессования электродно-обмазочной массы. Содержание в электродном покрытии свыше 3,5% слюды нежелательно, так как в ее составе находится AI2O 3, который ухудшает процесс шлакообразования. Оптимальное содержание шлакообразующи х и газообразующих компонентов в покрытии, а именно 1014.3% мрамора, 1,5-2,5% плавикового шпата и 0,7-0,9% соды, обеспечивает хорошую защи ту ванны металла от атмосферных воздействий, обеспечивают устойчивое горение дуги и способствуют хорошему удалению слоя шлаков с поверхности наплавки. Соотношение между фтористым иттрием, графитом и порошком быстрорежущей стали 10Р6М5 выбрано равным 1/150. Такое соотношение вышеуказанных компонентов обеспечивает нужное карбидорбразование и формирование наплавленного металла с высокими механическими характеристиками (см.табл.1). Наличие в составе электродного покрытия хрома металлического в пределах 7-8,5% обеспечивает содержание в наплавленном металле хрома в оптимальном процентном содержании для штампевых сталей высокой прочности 2,5-5%, Таким образом, предложенный состав электродного покрытия прогрессивен, так как обеспечивает получение наплавленного металла высокого качества с повышенными механическими свойствами и значительно высокой теплостойкостью (горячая твердость). Было изготовлено пять вариантов электродного покрытия (см. табл.1). Полученные пять вариантов электродного покрытия были применены при изготовлении электродов и дали наплавленный металл со следующими механическими и технологическими свойствами (см.табл.2). Сварочно-технологические испытания показали, что электроды с новым составом электродного покрытия в процессе наплавки обеспечивают устойчивое горение дуги, хорошее формирование наплавленного металла, незначительные по величине и размерам участки непроваров, шлаковая корка хорошо удаляется с поверхности наплавленного металла. Как видно из табл. 2, оптимальным является 3-й вариант состава электродного покрытия, он обеспечивает высокие механические свойства наплавленному металлу и высокую теплостойкость (горячая твердость). Предлагаемый состав электродного покрытия не имеет дефицитных компонентов, что способствует снижению затрат на ее изготовление.