ФЛЮС ДЛЯ НАПЛАВКИ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ Российский патент 1999 года по МПК B23K35/362 

Предполагаемое изобретение относится к области сварочных материалов, преимущественно к флюсам для наплавки индукционно-металлургическим способом износостойких сплавов на основе железа с высоким содержанием марганца.

Известен флюс для наплавки (см.авт.св. N 350616, кл. B 23 K 35/362, 1992 г. , Б. 27), в который введен циркон в количестве 12 - 20%, а остальные компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
Силикат натрия - 14 - 20
Борная кислота - 50 - 55
Силикокальций - 11 - 18
Однако при наплавке сплавов с высоким содержанием марганца известный флюс не обеспечивает полное выведение из сварочной ванны неметаллических включений, а также отделение шлака с наплавляемой поверхности. Эти обстоятельства снижают служебные характеристики наплавленного слоя и соответственно его качество.

За прототип выбран флюс для индукционной наплавки твердых сплавов (SU N 1798096, кл. B 23 K 35/362, 28.02.93 г.), содержащий борную кислоту, силикатную глыбу и порошок электрофильтров "ПЭ" при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Силикатная глыбы - 18 - 26
Порошок электрофильтров "ПЭ" - 20 - 28
Борная кислота - Остальное
Недостатком известного флюса является то, что силикатная глыба и порошок электрофильтров "ПЭ" 20 - 28 могут работать только в присутствии карбида бора, который вводят для образования атомарного бора. При наплавке обычных износостойких сплавов ПГС 1, ПГС 27 данные композиции не обеспечивают качественной наплавки.

Задача предполагаемого изобретения состояла в разработке флюса, позволяющего повысить качество наплавки твердых сплавов с высоким содержанием марганца.

Поставленная задача достигается тем, что в известном флюсе для наплавки твердых сплавов, содержащем порошковую смесь, дополнительно введен силикомарганец, а в качестве порошковой смеси содержит шлакоотделительный шлюс и переплав борной кислоты с тетраборатом натри при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Силикомарганец - 8 - 15
Порошковая смесь - Остальное
Силикомарганец, введенный в состав флюса в количестве 8 - 15, имея высокую температуру плавления (1200^oC), в интервале рабочих температур индукционной наплавки (1150 - 1350^oC) активен к окислам марганца, восстанавливая и удаляя их из жидкой ванны в шлак, благодаря комплексному соединению марганца и кремния, которое используется в индукционно-металлургическом процессе как раскислитель при выплавке легированных сталей.

Порошковая смесь состоит из шлакоотделительного флюса и переплава борной кислоты с тетраборатом натрия. Последний достаточно полно удаляет окислы железа, хрома и никеля. В качестве шлакоотделительного флюса применяли сварочный флюс АН-348А, который хорошо обеспечивает шлакоотделение с направленной поверхности при ее остывании за счет изменения коэффициента теплового расширения шлака и уменьшение возможности образования шпинелей в зоне контакта шлак - наплавленный сплав.

Пример получения вещества.

Переплав тетрабората натрия и борной кислоты получали из их смеси, подвергая ее нагреву до температуры 300^oC с последующим перемешиванием, сушкой и размалыванием до грануляции 0,4 мм.

Порошковую смесь изготавливали путем сухого смешивания переплава и шлакоотделительного флюса в соотношении 1:2. Для получения флюса в эту смесь добавляли силикомарганец в следующих соотношениях, мас.%:
Силикомарганец 8; 12; 15
Ппрошковая смесь 92; 88; 85
Сплавом УСЧ-35 с каждым составом флюса наплавлены индукционно-металлургическим способом стальные плоские образцы, подвергнутые затем внешнему осмотру с целью определения качества поверхности (наличие неотставшего шлака и окисленных участков) и металлографическому исследованию с задачей определения количества шлаковых включений и пор в микроструктуре наплавленного металла.

Полученные составы флюсов при наплавке сплава УСЧ-35 на стальную поверхность обеспечивают биметаллическому соединению следующие характеристики наплавки (см. таблицу).

Оптимальное соотношение компонентов во флюсе для наплавки твердых сплавов с повышенным содержанием марганца, например УСЧ-35, ПГ-С29, находятся в пределах, мас.%:
Силикомарганец - 8 - 15
Порошковая смесь - Остальное
Введение во флюс силикомарганца меньше нижнего предела и соответственно увеличение содержания порошковой смеси выше верхнего предела не обеспечивает полного раскисления частиц сплава, и в наплавленном металле увеличивается количество неметаллических включений. Введение силикомарганца выше оптимального не улучшает плотности наплавленного металла и ухудшает шлакоотделение за счет повышения кислых свойств шлака, способствующих образованию шпинелей в зоне раздела металл - шлак.

Использование флюса позволяет при его высокой активности в сочетании с хорошими защитными свойствами в интервале температур 1150 - 1350^oC применять при наплавке марганцовистых сплавов индукционно, токами высокой частоты на больших площадях наплавки, имея значительные объемы сварочно-наплавочной ванны.

Изобретение относится к области сварочных материалов, а именно к флюсам для наплавки индукционно-металлургическим способом твердых сплавов. Флюс для наплавки твердых сплавов содержит силикомарганец, а в качестве порошковой смеси содержит шлакоотделительный флюс и переплав борной кислоты с тетраборатом натрия при следующем соотношения компонентов, мас.%:
Силикомарганец - 8 - 15
Порошковая смесь - Остальное
Использование заявленного флюса позволяет повысить качество наплавки твердых сплавов. 1 табл.

Флюс для наплавки твердых сплавов, содержащий порошковую смесь, отличающийся тем, что он дополнительно содержит силикомарганец, а в качестве порошковой смеси содержит шлакоотделительный флюс и переплав борной кислоты с тетраборатом натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Силикомарганец - 8 - 15
Порошковая смесь - Остальное