Склад порошкового дроту для наплавлення

Реферат: Склад порошкового дроту для наплавлення містить низьковуглецеву сталеву оболонку і порошкоподібну шихту, яка складається з графіту, ферохрому, ферованадію і сіркофтористого натрію, згідно з корисною моделлю, містить молібденовий порошок, феробор, дихромат калію, фтористий амоній, рутил і плавіковий шпат. UA 122451 U (12) UA 122451 U UA 122451 U 5 10 15 20 25 Корисна модель належить до галузі металургії, зокрема до зварювального виробництва і може бути застосована для виготовлення порошкового дроту, зокрема складної конструкції, для плазмового і дугового наплавлення деталей металургійного обладнання, а також ріжучого і штампового інструмента. Відомий склад порошкового дроту, що складається з низьковуглецевої сталевої оболонки і порошкоподібної шихти при наступному співвідношенні компонентів, мас. % [1]: мармур 0,75-0,90 плавіковий шпат 1,5-1,8 графіт 4,0-4,4 ферохром 13,0-15,0 феросиліцій 3,0-3,6 феротитан 1,0-1,5 ферованадій 9,0-10,0 вольфрам 17,0-18,0 вермикуліт 0,5-0,8 воластоніт 1,0-1,6 сіркофтористий натрій 0,3-0,6 алюміній 0,5-0,7 низьковуглецева сталева решта. оболонка Відомий порошковий дріт дозволяє поліпшити якість газошлакового захисту металу при наплавленні відкритою дугою, однак її технічні властивості при плазмовому наплавленні низькі. Найбільш близьким за технічною суттю і досягуваним результатам є склад порошкового дроту, що складається з низьковуглецевої сталевої оболонки і порошкоподібної шихти при наступному співвідношенні компонентів останньої, % мас [2]: графіт 3,0-3,4: ферохром 14,8-15,4; феросиліцій 3,64-3,94; феротитан 2.44-2,83; ферованадій 8,78-8,88; вольфрам 51,57-53,8; воластоніт 3,64-3,94; натрій сіркофтористий 1,22-1,70; фтористий стронцій 3,64-3,94; вуглекислий стронцій 2,44-2,83; обпалений магнезит 1,9-2,27. Використання відомого порошкового дроту покращує формування наплавочного валика, що дозволяє розширити технологічні можливості при наплавленні ріжучого інструмента малого діаметра. Головним недоліком відомого порошкового дроту є те, що він містить у великій кількості гостродефіцитний вольфрам. Загальними суттєвими ознаками відомого порошкового дроту й того, що заявляється, є те, що він вміщує низьковуглецеву сталеву оболонку і порошкоподібну шихту, яка складається з графіту, ферохрому, ферованадію і сіркофтористого натрію. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення складу порошкового дроту для поліпшення його зварювально-технологічних властивостей і підвищення експлуатаційних властивостей наплавленого металу. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що порошковий дріт для наплавлення складається з низьковуглецевої сталевої оболонки і порошкоподібної шихти, що містить графіт, ферохром, ферованадій і сіркофтористий натрій, а також додатково містить молібденовий порошок, феробор, дихромат калію, фтористий амоній, рутил і плавіковий шпат при наступному співвідношенні компонентів шихти, мас. %: графіт 4,8-5,2; хром металевий 14,6-15,5; ферованадій 19-21; молібденовий порошок 19,7-20,3; феробор 14,8-15,2; цирконій 0,1-0,2; дихромат калію 2-2,5; 1 UA 122451 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 фтористий амоній 4,8-5,2; рутиловий концентрат 4,5-10,3; плавіковий шпат 14,5-15,5; сіркофтористий натрій -0,5-1,2 залізний порошок решта. Спільне введення в шихту порошкового дроту плавікового шпату, рутилового концентрату, дихромату калію і феробору дозволяє отримати багатокомпонентний шлак системи СаF2-ТіОК2О-В2О3, який має низьку в'язкість і невелике значення поверхневого і міжфазного натягу. Це пояснюється наявністю в утворюваному шлаку поверхнево-активного оксиду В2О3, який знижує температуру плавлення шихти. При цьому рідкий шлак добре змочує поверхню тугоплавких металевих частинок шихти і збільшує її плавлення. Введення плавікового шпату у вказаних межах забезпечує необхідну рідкоплинність шлаку. При його вмісті в шихті порошкового дроту у меншій кількості утворюється шлак нерівномірно покриваючий наплавлений валик, а при більшому вмісті погіршується стабільність дугового процесу в широкому діапазоні режимів. Рутиловий концентрат у вказаних межах забезпечує необхідний вміст двоокису титану в шлаці. При меншому його вмісті шлак стає в'язким, погано покриває наплавлений валик, при більшому - погіршується формування валика, що веде до зниження якості наплавлення. Дихромат калію є джерелом легко іонізованих атомів калію в дуговому проміжку, що забезпечує стійкість процесу наплавлення, зниження розбризкування і поліпшення формування наплавленого валика. Зменшує окислення FeBr і збільшує перехід хрому в наплавлений метал. Валик має меншу глибину проплавлення і велику ширину. Цим досягається зменшення обсягу наплавленого металу і зниження витрати порошкового дроту. Знижується також і струм дуги, що призводить до зменшення тепловкладення в наплавляємо деталь і зниження деформації заготовки. При його вмісті в шихті порошкового дроту у меншій кількості збільшується глибина проплавлення основного металу, а при більшому вмісті в наплавленому металі з'являються шлакові включення. Сіркофтористий натрій вводиться в шихту для підвищення стійкості проти утворення пор. При меншому його вмісті - можливе утворення пор, а при більшому - зварювально-технологічні властивості порошкового дроту (ущільненіст шихти) погіршуються. Фтористий амоній служить джерелом азоту при плазмовому наплавленні в середовищі аргону. Крім того, дисоціюючи під дією енергії дуги, він виділяє гази, які розпушують осердя порошкового дроту і сприяють зниженню запізнювання в його плавленні. При меншому від вказаного вмісту NH4F не досягаються потрібні ефекти, а при більшому його вмісті зростає розбризкування за рахунок бурхливого газовиділення в осерді порошкового дроту. Спільне введення в шихту порошкового дроту графіту, ферохрому, ферованадію, феробору, молібденового порошку, гафнію і азоту дозволяє отримати високоякісний наплавлений метал, що має високі експлуатаційні властивості: теплостійкість, зносостійкість і ударну в'язкість. Причому отримання цих властивостей досягається лише при певному процентному співвідношенні компонентів шихти порошкового дроту. Так, наявність в шихті порошкового дроту графіту в зазначених межах поряд з невеликим зростанням теплостійкості наплавленого металу призводить до збільшення його зносостійкості. Більш високий вміст графіту підвищує схильність наплавленого металу до утворення тріщин, а нижчий - не створює достатнього ресурсу для утворення карбідів. Введення ферохрому в зазначених межах забезпечує підвищення загартованості наплавленого металу, а також дозволяє уникати карбідної неоднорідності. Ефективність впливу ферохрому помітно знижується при введенні його менше вказаної кількості. Зміст ферохрому понад вказану призводить до погіршення відокремлюваності шлаку. Введення ферованадію в шихту порошкового дроту в зазначених межах сприяє збереженню дрібного зерна наплавленого металу після термообробки і підвищенню зносостійкості. При меншому його змісті знижується зносостійкість наплавленого металу, а при більшому погіршується шліфваність ріжучого інструмента; в наплавленому металі зростає кількість оксидних включень і погіршується віддільність шлаку. Введення молібденового порошку до складу шихти порошкового дроту у вказаному інтервалі при зазначеному вмісті графіту сприятливе з точки зору його впливу на міцність і ударну в'язкість наплавленого металу. Знижує його схильність до утворення гарячих тріщин, зменшує чутливість його до перегріву при наплавленні. При меншому його вмісті знижуються теплостійкість і зносостійкість наплавленого інструменту, а при більшому - зростає глибина безвуглецевого шару наплавленого інструменту при термообробці. 2 UA 122451 U 5 10 15 20 25 Феробор сприяє суттєвому підвищенню зносостійкості наплавленого металу. Оптимальний вміст феробору в шихті порошкового дроту наведено у складі шихти. При меншому його вмісті зростає схильність наплавленого металу до утворення термічних тріщин, а при більшому значно скрихчується наплавлений метал. Крім того, наявність в наплавленому металі призводить до зростання аустенітного зерна, що сильно знижує ударну в'язкість, особливо при високій твердості. У пропонованому складі шихти дихромат калію застосовується для підвищення стійкості процесу наплавлення і поліпшення формування наплавленого валика, тобто володіє істотною відмінністю і новизною. Фтористий амоній служить джерелом азоту при плазмовому наплавленні в середовищі аргону, тобто має істотні відмінності і новизну. Таким чином, поставлена у винаході задача вирішується шляхом введення в шихту порошкового дроту комплексу зазначених компонентів, які взаємно доповнюють один одного і обумовлюють вплив на властивості порошкового дроту, причому цей вплив проявляється тільки в тому випадку, якщо їх певна кількість. Оптимальна кількість, компонентів встановлена експериментально та запропонована у вигляді конкретного складу. Пропонований склад порошкового дроту забезпечує високі наплавочно-технологічні властивості, низьке розбризкування, гарне формування наплавленого металу, криючу здатність та віддільність шлакової корки, задані механічні властивості наплавленого металу та високу продуктивність наплавлення. Джерела інформації: 1. А.С. 625883 СССР, МКИ В 23 К 35/368. Состав порошковой проволоки / С.А. Шоно, Л.М. Куплевацкий (СССР). - № 2473286 / 25-27; заявл. 11.04.77; опубл. 30.09.78; Бюл. № 36. - 3 с. 2. А.С. № 041955 СССР, МКИ В 23 К 35 /368. Состав порошковой проволоки / В.Т. Катренко, В.Д. Кассов, А.А Кузнецов, Н.А. Туровский, И.А. Опейда, И.А. Рябцев, Г.С. Микаелян (СССР). № 38729998/25-27; заявл. 26.03.1985; опубл. 28.02.1988; Бюл. № 46. - 3 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Склад порошкового дроту для наплавлення, який містить низьковуглецеву сталеву оболонку і порошкоподібну шихту, яка складається з графіту, ферохрому, ферованадію і сіркофтористого натрію, який відрізняється тим, що містить молібденовий порошок, феробор, дихромат калію, фтористий амоній, рутил і плавіковий шпат, при наступному співвідношенні компонентів шихти, мас. %: графіт 4,8-5,2 хром металевий 14,6-15,5 ферованадій 19-21 молібденовий порошок 19,7-20,3 феробор 14,8-15,2 цирконій 0,1-0,2 дихромат калію 2-2,5 фтористий амоній 4,8-5,2 рутиловий концентрат 4,5-10,3 плавіковий шпат 14,5-15,5 сіркофтористий натрій 0,5-1,2 залізний порошок решта. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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 3