Керамічний флюс для зносостійкого наплавлення

УКРАЇНА (19) UA (11) 88239 (13) C2 (51) МПК (2009) B23K 35/362 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54) КЕРАМІЧНИЙ ФЛЮС ДЛЯ ЗНОСОСТІЙКОГО НАПЛАВЛЕННЯ Магнезит (MgO) Глинозем (АІ2О3) Плавиковий шпат (Са2) Хром металевий (Сг) Ферованадій (Fe-V) Феромолібден (Fe-Mo) 20-30% 20-30% 10-15% 3-9% 1-8% 2-10% 3-10% однак відомий керамічний флюс містить у своїй сполуці дорогий матеріал - комплексний титановольфрамовий карбід, а також не дозволяє змінювати твердість наплавлених шарів металу. Відомий також керамічний флюс [2], узят за прототип, для відновлення деталей металургійного встаткування при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: Магнезит (MgO) Глинозем (Аl2О3) Плавиковий шпат (СаF2) Полевий шпат (Na, К, Ba*[AlSi3O8]) Ферохром вуглецевий (Fe-Cг-C) Хром металевий (Сг) Ферованадій (Fe-V) Концентрат молібденовий 18% 26% 25% 10% 5% 10% 2% 4% (13) 88239 Комплексний титановольфрамовий карбід (11) Винахід відноситься до зварювального виробництва та стосується зварювальних матеріалів, а саме флюсів для автоматичного зносостійкого наплавлення сталевих деталей та інструментів, яки піддаються інтенсивному зношуванню при нормальних і високих циклічно змінних температурах з високими питомими тисками (наприклад, залки прокатних та обтискних станів). Відомий керамічний флюс [1] для відбудовного наплавлення устаткування, працюючого в умовах підвищених контактних навантажень, що містить компоненти при наступних співвідношеннях, мас. %: заліза, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: магнезит (MgO) 15-18 глинозем (Аl2О3) 20-26 плавиковий шпат (СаF2) 20-25 польовий шпат (K,Na,Ba* [AlSі3O8]) 8-10 залізний порошок (Fе) 10-22 ферохром вуглецевий (Fе-Сr-С) 1,5-7 хром металевий (Cr) 4-12 ферованадій (Fe-V) 0,5-2 феромолібден (Fе-Мо) 1-4 натрій-калієвий силікат (Na2SiО3, К2SіО3) 5-10, при цьому флюсова та металева складові (легуючі компоненти + порошок заліза) перебувають у співвідношенні 70 % та 30 %, а співвідношення порошку заліза та легуючих елементів вибрано за графіком залежно від необхідної твердості наплавленого шару металу. 2. Керамічний флюс за п. 1, який відрізняється тим, що силікати натрію та калію перебувають у мольному співвідношенні 3 : 2 і додаються поверх 100 % флюсової та металевої складових. UA (21) a200806777 (22) 19.05.2008 (24) 25.09.2009 (46) 25.09.2009, Бюл.№ 18, 2009 р. (72) ОМЕЛЬЯНЕНКО МИКОЛА ІВАНОВИЧ, ЮДІН ОЛЕКСАНДР ПАВЛОВИЧ, ЛУКЬЯНЧИКОВ ОЛЕКСАНДР МИКОЛАЙОВИЧ, КУРАКІН ЮРІЙ МИКОЛАЙОВИЧ, ДРИГІН ОЛЕКСАНДР ІВАНОВИЧ, ФОРМАН СЕРГІЙ ІВАНОВИЧ, АШХОТОВ ВІКТОР ГАЗІЗОВИЧ, ПОЛЯК ОЛЕГ ЮРІЙОВИЧ, СИНЕЛЬНИКОВ ВОЛОДИМИР ПЕТРОВИЧ (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "МАРІУПОЛЬСЬКИЙ МЕТАЛУРГІЙНИЙ КОМБІНАТ ІМЕНІ ІЛЛІЧА" (56) SU 579120, 23.11.1977 SU 1534903 A1, 30.12.1993 (57) 1. Керамічний флюс для зносостійкого наплавлення, що складається із флюсової частини, яка містить оксиди магнію, алюмінію, алюмосилікати калію, натрію та барію, фторид кальцію, натрійкалієвий силікат, і металевої частини, яка містить ферохром вуглецевий, хром металевий, феромолібден, ферованадій, який відрізняється тим, що в керамічний флюс додатково введений порошок C2 2 (19) 1 3 88239 Зміна властивостей наплавленого металу при використанні даного флюсу можлива тільки за рахунок використання різних металевих електродів, у тому числі та легованих (наприклад, при наплавленні валків прокатних станів використовують дріт і стрічку зі сталі 08КП та сталі 20Х4МФБ для одержання наплавлених шарів різної твердості). Подібне використання наведеного керамічного флюсу характеризується не цілком задовільними технологічними властивостями самого процесу наплавлення і не дозволяє робити наплавлення із плавними переходами від шарів з низькою твердістю до шарів з високою твердістю, що приводить до перенапруги та дефектів між наплавленими шарами і як наслідок до низьких експлуатаційних характеристик наплавлених виробів. Метою винаходу є розробка керамічного флюсу для зносостійкого наплавлення, який забезпечить сприятливі технологічні властивості при наплавленні, задані значення твердості у наплавленому металі, підвищення експлуатаційни хактеристик наплавлених виробів. Поставлена мета досягається тим, що керамічний флюс для зносостійкого наплавлення, який складається із флюсової частини, яка містить оксиди магнію, алюмінію, алюмосилікати калію, натрію та барію, фторид кальцію, натрій - калієвий силікат, та металевої частини, що містить ферохром вуглецевий, хром металевий, феромолібден, ферованадій, згідно винаходу, в керамічний флюс додатково вводять порошок заліза,при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: Магнезит (MgO) Глинозем (Аl2О3) Плавиковий шпат (CaF2) Полевий шпат (K.Na,Ba*[AlSi3O8] Залізний пооошок (Fе) Ферохром вуглецевий (Fе-Сг-С) Хоом металевий (Сг) Ферованалій (Fe-V) Феромоліблен (Fe-Mo) Натрій калієвий силікат (Na2SiО3, K2SiО3) 15-18% 20-26% 20-25% 8-10% 10-22% 1,5-7% 4-12% 0.5-2% 1-4% 5-10% при цьому флюсова та металева складові (легуючі компоненти + порошок заліза) перебувають у співвідношенні 70% та 30%, а співвідношення порошку заліза та легуючих елементів визначають за графіком 1, залежно від необхідної твердості наплавленого шару металу, при чому силікати натрію та калію перебувають у мольному співвідношенні 3:2 і додаються поверх 100% флюсової та металевої складових. Введення до складу керамічного флюсу для зносостійкого наплавлення ферованадію, феромолібдену, ферохрому вуглецевого та хрому металевого забезпечує легування наплавочного металу, створюючи при цьому оптимальні технологічні властивості металу (твердість, зносостійкість та ін.) [3]. Порошок заліза, ведений до складу керамічного флюсу для зносостійкого наплавлення, поліпшує технологічні властивості його при наплавленні 4 та регулюванні заданих експлуатаційних характеристик наплавленого металу, а саме твердості наплавленого шару металу. На фіг. 1 зображено графік для визначення співвідношення легуючих елементів і порошку заліза залежно від того, яку твердість необхідно одержувати у наплавленому шарі металу. Змінюючи співвідношення порошку заліза, який вводять до складу флюсу, і легуючих компонентів, але, не змінюючи сумарну кількість металевої частини керамічного флюсу для зносостійкого наплавлення, можно змінювати твердість наплавленого металу від 45 до 65 HSd, що дозволило відмовитись від застосування легованої наплавочної стрічки зі сталі марки 20Х4МФБ та одержувати плавні переходи по твердості в наплавлених шарах металу. Сполуки керамічного флюсу для одержання наплавленого металу з різною твердістю наведені у таблиці 1. Введення до складу керамічного флюсу заданої кількості шлакоутворюючіх компонентів необхідно для того, що б створити сприятливі умови для формування наплавочного шва та легко відокремлюваної шлакової кірки. Крім того, використання в якості шлакоутворюючіх легкоплавких оксидів дозволяє понизити температуру плавлення флюсу, що у свою чергу сприяє більш повному переходу легуючих елементів у наплавлений метал, виключаючи їх вилучення в шлакову кірку. Виготовлення керамічного флюсу передбачає точне дозування компонентів, сухе перемішування з наступним додаванням рідкого скла, гранулювання, підсушування, та спікання. Процес виготовлення керамічного флюсу для зносостійкого наплавлення запропонованої сполуки забезпечує регламентований розмір гранул та їхню механічну міцність. Запропонований керамічний флюс для зносостійкого наплавлення, у порівнянні із прототипом, забезпечує: - високі технологічні властивості при наплавленні; - можливість одержувати задану твердість у наплавлених шарах; - максимальне використання легуючих компонентів; - одержання легко відокремлюваної шлакової кірки; - можливість відмовитись від використання легованої електродної стрічки. На підставі вищевикладеного можна зробити висновок, що запропонований керамічний флюс для зносостійкого наплавлення має можливості не властивими раніш відомому флюсу, тобто має істотні відмінності. Запропонованим керамічним флюсом для зносостійкого наплавлення на металургійному комбінаті ім. Ілліча були зроблені наплавлення валків прокатних станів. На підставі промислових опробувань можливо зробити висновок, що запропонований керамічний флюс для зносостійкого наплавлення дозволяє збільшити зносостійкість валків прокатних станів. Література 1 Авторське свідоцтво №1534903 5 2 Керамічний флюс ЖСН-5. ТУ 14-1-2934-80 88239 6 3 Лившиц К.С, Гринберг Н.А., Куркумелли З.Г. «Основи легирования наплавленного метала», Μ., «Машиностроение», 1969. Таблиця 1 Сполуки керамічного флюсу для зносостікого наплавлення з використанням наплавочної стрічки з металу марки 08 КП як електрод. Сполука, % Шихта 2 3 1 Компоненти, що флюсують («флюсуючі компоненті»): Магнезит 15,9 15,9 15,9 Глинозем 23,0 .23,0 23,0 Плавиковошпатовий концентрат 22,2 22,2 22,2 Полевий шпат 8,9 8,9 8,9 Разом 70,0 70,0 70,0 Металеві компоненти: Залізний порошок 20,9 18,5 16,1 Ферохром вуглецевий 2,1 2,6 3,2 Хром металевий 4,8 6,1 7,3 Ферованадій 0,6 0,8 1,0 Феромолібден 1,6 2,0 2,4 Разом легуючих компонентів («легуючі компоне9,1 11,5 13,9 нти»): Разом металевих компонентів: 30,0 30,0 30,0 4 5 15,9 23,0 22,2 8,9 70,0 15,9 23,0 22,2 8,9 70,0 13,6 5,8 8,7 1,1 2,8 11,0 4,4 10,0 1,3 3,3 16,4 19,0 30,0 30,0 Усього 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 Твердість, HSd 44...46 49...51 54...56 58...62 63...66 7 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 88239 8 Підписне Тираж 28 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