Склад порошкового дроту

Реферат: Склад порошкового дроту, що містить плавиковий шпат, феросиліцій, феромарганець, ферованадій, феротитан, графіт. Додатково містить рутиловий концентрат, хром металевий, вольфрам, карбонати металів і екзотермічну суміш, до якої входить залізна окалина та алюмінієвий порошок при співвідношенні 4:1. UA 93865 U (54) СКЛАД ПОРОШКОВОГО ДРОТУ UA 93865 U UA 93865 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до галузі техніки, а саме до зварювальних матеріалів для механізованого дугового наплавлення штампового інструменту, який виконує розділові операції в холодному стані. Відомий склад порошкового дроту для наплавлення відкритою дугою штампового інструменту, який виконує розділові операції, що складається з оболонки зі сталі 08 кп і порошкоподібної шихти, яка містить наступні компоненти, ваг. % [1]: мармур 4,0-6,0 вермикуліт 17,0-21,0 феромарганець 7,0-9,0 феротитан 10,0-13,0 феросиліцій 3,0-4,0 ферованадій 0,8-1,8 ферохром 15,0-17,0 феровольфрам 15,0-18,0 графіт 1,6-1,8 плавиковий шпат решта. Відомий склад порошкового дроту для наплавлення відкритою дугою шару зносостійкого сплаву, що складається з стальної оболонки і порошкоподібної шихти, що містить наступні компоненти, ваг. % [2]: феровольфрам 11,52-12,96 ферованадій 0,72-0,78 ферохром 4,48-5,04 феромарганець 1,62-1,77 кремнефтористий натрій 1,07-1,20 плавикошпатовий концентрат 0,2-0,4 силікокальцій 0,05-0,1 графіт 0,26-0,29 залізний порошок 13,46-14,08 сталева оболонка решта. До недоліків відомих порошкових дротів належить нерівномірність плавлення осердя та оболонки дроту, що призводить до потрапляння частини осердя, яке не оплавилося в зварювальну ванну. Це створює хімічну неоднорідність наплавленого металу та забруднює метал шва неметалевими включеннями. Нерівномірність плавлення оболонки та осердя також зменшує частку шихти осердя порошкового дроту, що приймає участь в металургійних процесах, які протікають на стадії крапель. Крім того в складі шихти порошкових дротів недостатня кількість газошлакоутворюючих компонентів порошкоподібної шихти, в зв'язку з чим не забезпечується належний захист зварювальної ванни. Загальними суттєвими ознаками відомих складів порошкового дроту й того що заявляється є вміст у його складі плавикового шпату, феротитану, феромарганцю, феросиліцію, ферованадію, графіту та оболонки із сталі 08 кп. В основу корисної моделі поставлена задача створення порошкового дроту для механізованого дугового наплавлення відкритою дугою штампового інструменту, який виконує розділові операції в холодному стані, і забезпечить рівномірність плавлення осердя та оболонки дроту, хімічну однорідність наплавленого металу, необхідний газошлаковий захист зварювальної ванни, підвищення продуктивності наплавлення, зносостійкості та ударної в'язкості наплавленого металу. Поставлена задача вирішується тим, що склад шихти самозахисного порошкового дроту додатково містить рутиловий концентрат, хром металевий, вольфрам, карбонати металів і екзотермічну суміш, до якої входить залізна окалина та алюмінієвий порошок при співвідношенні 4:1, при наступному співвідношенні компонентів, % вагових: плавиковий шпат 3,3-3,9 карбонати металів 1,7-2,0 рутиловий концентрат 3,3-3,9 феросиліцій 1,6-1,8 феромарганець 1,7-2,0 ферованадій 0,8-0,9 хром металевий 2,9-3,2 вольфрам 2,2-2,5 феротитан 1,1-1,2 1 UA 93865 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 графіт 0,9-1,1 алюміній 2,5-2,9 залізна окалина 10,0-11,6 стальна оболонка 08 кп решта. Залізна окалина та алюмінієвий порошок з співвідношенням компонентів 4:1 вводяться до складу порошкового дроту з метою збільшення швидкості плавлення осердя порошкового дроту і підвищення продуктивності наплавлення. Екзотермічна суміш зменшує відставання плавлення осердя від оболонки дроту за рахунок виділення додаткового тепла під час протікання екзотермічної реакції. Рівномірність плавлення осердя та оболонки дроту забезпечує хімічну однорідність наплавленого металу, що сприяє підвищенню його зносостійкості та ударної в'язкості. Також за рахунок відновлення заліза з його оксидів, під час протікання екзотермічної реакції, відбувається підвищення продуктивності наплавлення. Газошлакоутворюючі компоненти (плавиковий шпат, карбонати металів, рутиловий концентрат) введені до складу шихти порошкового дроту для забезпечення необхідного газошлакового захисту зварювальної ванни, дрібно крапельного переносу металу, зв'язування і видалення сірки, фосфору та неметалевих включень в шлак, отриманню необхідних зварювально-технологічних властивостей і високої віддільності шлакової кірки. Карбонати металів у вигляді суміші магнезиту, мармуру, карбонату літію і кальцинованої соди в співвідношенні 1:2:1:1 забезпечують стабільний газовий захист зварювальної ванни в інтервалі температур 450-1500 °C і покращують стабільність горіння дуги. У процесі нагрівання карбонатів при плавленні дроту протікає їх ступінчата дисоціація. При досягненні температур 450 °C, 800 °C, 1000 °C і 1500 °C протікають реакції дисоціації відповідних карбонатів з виділенням вуглекислого газу. Загальний вміст карбонатів металів в складі шихти становить 1,7-2,0 %. Наведене співвідношення карбонатів металів забезпечує низький рівень азоту та кисню у складі наплавленого металу. Основні окисли, які утворюються при дисоціації карбонатів, підвищують основність шлаку і сприяють рафінуванню наплавленого металу, а також покращують відокремленість шлаку. При меншому вмісті карбонатів металів не забезпечується необхідний захист розплавленого металу і погіршується відокремленість шлаку. При більшій кількості карбонатів підвищується основність шлаку, що збільшує схильність металу до пороутворення і погіршує формування наплавленого металу, а також зростає розбризкування електродного металу. Плавиковий шпат введений до складу дроту в кількості 3,3-3,9 %. Плавиковий шпат використовується для зв'язування водню та підвищення рідкотекучості шлаку. При меншому вмісті не забезпечується достатнє зниження кількості водню в наплавленому металі, а при більшому вмісті значно збільшується рідкотекучість шлаку, що призводить до погіршення захисту розплавленого металу в зв'язку зі зменшенням товщини шлакової кірки. Рутиловий концентрат введений до складу дроту в кількості 3,3-3,9 %. Рутиловий концентрат використовується як шлакоутворюючий компонент, сприяючий отриманню необхідної криючої здатності і віддільності шлаку. При меншому вмісті рутилового концентрату збільшується текучість шлаку, що призводить до погіршення захисту розплавленого металу в зв'язку зі зменшення товщини шлакової кірки, а при більшому вмісті погіршується віддільність шлакової кірки. При цьому співвідношення рутилового концентрату і компонентів, що забезпечують основність шлаку (карбонати металів і плавиковий шпат) становить 1:1,5. Введення хрому металевого і вольфраму у вигляді порошків металів дозволяє підвищити ступінь легування і знизити кількість неметалевих включень в наплавленому металі. Наявність у наведеній кількості феросиліцію, феромарганцю, ферованадію, хрому металевого та вольфраму забезпечує отримання необхідної зносостійкості, твердості та ударної в'язкості. Їх загальний вміст в складі шихти становить 9,2-10,4 %. Графіт введений до складу дроту в кількості 0,9-1,1 %. При меншому вмісті не забезпечується отримання наплавленого металу необхідної твердості, а більший вміст збільшує схильність до втомного руйнування. Феротитан введений до складу дроту в кількості 1,1-1,2 % як активний розкислювач і нітридоутворюючого компонента. При меншому вмісті азот в недостатній мірі зв'язується в нітриди, що призводить до зростання схильності металу до пористості, а більший вміст погіршує віддільність шлакової кірки. Запропонований склад порошкового дроту забезпечує отримання наплавленого металу типу 8 × 3ГСВ2Ф. Порошковий дріт виготовляли зі стальної стрічки марки 08 кп розміром 0,5×15 мм, коефіцієнт заповнення складає 0,32-0,37. Багатошарове наплавлення виконували в автоматичному режимі на постійному струмі зворотної полярності порошковим дротом 2 UA 93865 U 5 діаметром 3 мм на пластину зі сталі Ст. 3 на наступних режимах: зварювальний струм 300-340 А, напруга 25-27 В, швидкість наплавлення 22-26 м/г. Запропонований порошковий дріт забезпечує гарні зварювально-технологічні властивості, стабільне протікання дугового процесу, мале розбризкування електродного металу, гарне формування наплавленого металу, рівномірність плавлення сердечника та оболонки дроту, підвищення продуктивності наплавлення та задані механічні властивості наплавленого металу. Джерела інформації: 1. А. С. № 583905, кл В 23 К 35/368, 1975. 2. RU 2004102152, кл В 23 К 35/368, 10.07.2005. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Склад порошкового дроту, що містить плавиковий шпат, феросиліцій, феромарганець, ферованадій, феротитан, графіт, який відрізняється тим, що додатково містить рутиловий концентрат, хром металевий, вольфрам, карбонати металів і екзотермічну суміш, до якої входить залізна окалина та алюмінієвий порошок при співвідношенні 4:1, при наступному співвідношенні компонентів, % вагових: плавиковий шпат 3,3-3,9 карбонати металів 1,7-2,0 рутиловий концентрат 3,3-3,9 феросиліцій 1,6-1,8 феромарганець 1,7-2,0 ферованадій 0,8-0,9 хром металевий 2,9-3,2 вольфрам 2,2-2,5 феротитан 1,1-1,2 графіт 0,9-1,1 алюміній 2,5-2,9 залізна окалина 10,0-11,6 стальна оболонка 08 кп решта. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3