Склад порошкової стрічки

Склад порошкової стрічки, що складається зі стальної оболонки та шихти з графіту та залізного порошку, який відрізняється тим, що до складу його введено ферохром, феромарганець, порошок алюмінієво-марганцевий, фторопласт при такому співвідношенні компонентів, мас.% Ферохром 45 • 50 Феромарганець 20 - 25 Графіт 15-20 Порошок алюмінієвомарганцевий 0,5 • 1,5 Фторопласт 1,0-1,5 Залізний порошок решта, причому кількість оболонки у складі порошкової стрічки - 50-60 мас.%. Винахід належить до матеріалів для наплавлення, а саме до складу порошкової стрічки, призначеної для зносостійкого наплаелення. Сьогодні у цій галузі не вирішена проблема створення економічних зносостійких матеріалів для наплавлення. Відомим є склад порошкової стрічки для зносостійкого наплавлення, що містить такі компоненти, мас. % 11}4 Вуглець 3,0 - 7,0 Хром 30,0 - 60,0 Кремній 2,9 - 6,0 Нікель 1.0-8,0 Марганець 1,0-3,5 Алюміній 0,3 - 1,0 Магній 0,05 - 0,5 Церій 0,1-0,5 Кальцій 0,1 - 0,5 ЗалізЬ решта. Ця порошкова стрічка забезпечує одержання у наплавленому шарі високохромистого чавуну із заевтектичною структурою, що складається з аустенітно-карбідної евтектики та первинних карбідів хрому Проте відома порошкова стрічка не забезпечує досить високої зносостійкості через велику кількість тріщин у наплавленому металі та схильність великих первинних карбідів хрому до викришування при абразивному зношуванні, особливо з ударами Крім того, відома порошкова стрічка містить велику кількість коштовного хрому, дефіцитні нікель і церій Відомим є також склад порошкового матеріалу - дроту, що складається з маловуглецевої стальної оболонки та шихти, яка містить такі компоненти, мас. % \2]: Графіт 0.2 - 0,5 Марганець металевий 4,0 - 6,0 Марганець азотований 5,0 • 10,0 Ферованадій 2,0 • 6,0 Молібден металевий 2,0 • 4,0 Феротитан 4,0 - 6,0 Алюміній (порошок) 2,0 - 6,0 Феросиліцій 0,5 - 2,0 Залізний порошок 3,0 • 7,0 Але цей склад, також як і попередній, містить дефіцитні елементи (ферованадій, молібден, азотований марганець). Велика кількість компонентів у складі шихти ускладнює виготовлення порошкової стрічки. Відомим є порошковий дріт (прийнято за прототип), що складається зі стальної оболонки та ь шихти, яка містить, мас. % [3]: Графіт 0.5 • 0,6 Ферованадій 0,1-2,0 Феромолібден 0,1 - 2,0 Феросиліцій 0,9 • 2,0 Марганець 6,5 - 9,5 Залізний порошок решта. , Цей матеріал для наплавлення більш економнолегований, ніж попередні, однак також містить надто дефіцитні компоненти (ферованадій і феромолібден) та, крім того, не має високої абразивної зносостійкості.. to со 34646 Вказані вище порошкові матеріали для наплавлення зараз не вироблюються через позначені недоліки. В основу винаходу поставлено завдання удосконалити склад порошкової стрічки, призначено» для зносостійкого наплавлення, за рахунок змінювання складу та співвідношення легуючих елементів у шихті Це дозволяє виключити зі складу порошкової стрічки коштовні й дефіцитні елементи, а також забезпечити високу зносостійкість наплавленого металу Для вирішення поставленого завдання до складу порошкової стрічки, що складається зі стальної оболонки та шихти з графіту й залізного порошку, введено ферохром, феромарганець, ПАМ. фторопласт при такому співвідношенні компонентів, мас. %: Ферохром 40,0 - 50,0 Феромарганець 20,0 • 25,0 Графіт 15,0-20.0 ПАМ 0,5-1.5 Фторопласт 1,0-1,5 Залізний порошок решта. Вміст ферохрому, менший за 40 %, знижує кількість карбідів у структурі наплавленого металу й відповідно його зносостійкість Більший за 50 % вміст ферохрому обумовлює занадто велику кількість карбідів, що надає наплавленому металу підвищену крихкість Менша за 20 % кількість феромарганцю не дозволяє одержати у наплавленому металі необхідну кількість (30-50 %) метастабільного аустеніту, здатного перетворюватися у мартенсит при абразивному діянні, що знижує зносостійкість наплавленому металу Більша за 25 % кількість феромарганцю підвищує кількість метастабільного аустеніту понад оптимальну. Це також знижує абразивну зносос* тійкість. При меншій ніж 15 % кількості графіту створюється недостатньо карбідів хрому, щоб забезпечити підвищення зносостійкості. При більшій ніж 20% кількості графіту створюється багато карбідів, що надають крихкість наплавленому металу Дпя модифікування, розкислення й забезпечення безлористості наплавленого металу введено ПАМ ПАМ (порошок алюмінієвомарганцевий) призначено для розкислення наплавленого металу. Алюміній здатний утворювати стійкі нітриди. Рівномірно розподілені у металі дисперсні включення ок сидів та нітридів алюмінію стають додатковими центрами кристалізації йсприяють подрібнюванню структури. Розкислення рідкого металу ПАМ супроводжується значним виділенням тепла, яке забезпечує додатковий підігрів металу зварювальної ванни, що добре впливає на протікаючі процеси Достатня кількість розкислювачів, здатних подавити реакцію окислення вуглецю в момент кристалізації металу, є необхідною також для боротьби з пористістю, що спричинена створенням оксиду вуглецю. При меншій ніж 0,5 % кількості ПАМ його вплив на якість наплавленого металу є незначним При більшій ніж 1,0 % ПАМ матеріал для наплавлення стає значно дорожчим. Фторопласт застосовується з метою ущільнювання осердя порошкової стрічки та зменшення концентрації водню у наплавленому шарі Нерівномірне надходження компонентів шихти внаслідок їх просипання при розплавлюванні порошкового електроду може спричинити хімічну неоднорідність наплавленого металу. При нагріві до температури 663 К первісний об'єм фторопласту збільшується на 50 %. Фторопласт при температурі 688 К розкладається згідно з рівнянням CnF2(n*i> —> пС • 2(n+1)F. Сполучення фтору в газовій фазі взаємодіють з атомарним воднем або парами води й створюють нерозчинний у металі фтористий водень При температурах процесу наплавлення фтор набуває високої хімічної спорідненості з воднем і може бути активним дегазатором металу. Менші за 1,0 % і більш за 1,5 % добавки фторопласту є не ефективними. Порошкова стрічка являє собою двозамкову стальну оболонку, виготовлену зі сталі 08 КП товщиною 0,4 мм. заповнену шихтою. Профіль оболонки формують на спеціальному стані профілюючими роликами. Спеціальні ролики закривають замкове з'єднання. Після цього ролики, що протягують стрічки, наносять рельєф, ущільнюючи шихту тисненням на стрічку. Коефіцієнт заповнення оболонки шихтою становить 40-42 %. Наплавлення робиться відкритою дугою або лід нейтральним флюсом. Напруження дуги - 30-32 В, сила струму 600-650 А, швидкість наплавлення 30 м/год. В таблиці 1 наведено варіанти хімічного складу запропонованої порошкової стрічки. Таблиця 1 Варіанти хімічного складу запропонованої порошкової стрічки для зносостійкого наплавлення Вміст компонентів, мас.% 4 3 1 2 Ферохром ЗО 40 45 50 60 Феромарганець 15 20 23 25 зо Компоненти 5 Графіт 10 15 18 20 25 ПАМ 0,2 0,5 0,7 1,5 1.7 Фторопласт 0.5 1.0 1,3 1,5 2,0 решта решта решта решта Залізний порошок та стальна оболонка решта , 34646 В таблицях 2, 3 наведено відповідно хімічний та фазовий склади наплавленого металу при використанні запропонованої порошкової стрічки й відомої, що прийнято за прототип. Таблиця 2 Хімічний склад наплавленого металу при використанні запропонованої порошкової стрічки й відомої, що прийнято за прототип Вміст елементів, мас. % Номер варіанта Вуглець Хром Марганець 1 0,5 4 1 2 1 6 2 3 2 10 4 4 3 12 6 5 4 14 8 _ Прототип Таблиця З Фазовий склад наплавленого металу при використанні запропонованої стрічки для наплавлення Номер варіанта порошкової сумішки 1 2 4 3 5 (а'+ К), % Y.% (а'+ К), % Y.% ( а > К). % Y, /о («'+ К), % Y.% (а'+ К), % Y.% 85 15 70 ЗО 60 40 50 50 ЗО 70 Примітка: (а* + К) кількість мартенситу й карбідів; Y- кількість аустеніту в структурі Зносостійкість наплавленого шару визначалась по втратах маси при ударно-абразивному зношуванні. Відносна зносостійкість оцінювалась: с _ APeT/SeT " Д Р / S де APwr/Ser та АРзгЛ»*) - втрати маси еталона та зразка, що припадають на одиницю випробуваної поверхні. За еталон 1 взято зносостійкість металу, який наплавлень відомою стрічкою, прийнятою за прототип. Отримані дані щодо зносостійкості наплавленого металу , порошковими стрічками зі запропонованим складом наведено в таблиці 4. Таблиця 4 Відносна зносостійкість наплавленого металу при використанні порошкової стрічки з запропонованим складом наповнювача 2 4 1 3 S в (прототип) Номер варіанта складу шихти Відносна зносостійкість 1,05 1,3 Отримані дані показують, що застосування запропонованої порошкової стрічки для зносостійкого наплавлення дозволяє підвищити ударно-абразивну зносостійкість наплавленого металу. Література 1. Авторське свідоцтво СРСР № 300281, кл. 6В23К35/368 15.12.69. 1,6 1,4 2 Авторське свідоцтво кл. 6В23К35/368 15.06.71. 1,0 СРСР N«398112. 3. Авторське свідоцтво СРСР № 398375, кл. 6В23К35/368 12 07.72. Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 1,03 (03122) 2 - 5 7 - 0 3