ШИХТА ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ Российский патент 2003 года по МПК B23K35/365 

Изобретение относится к наплавочным работам с помощью сварки, в частности к электродным покрытиям.

В известных электродах используют дорогостоящие высоколегированные сердечники, например ИТ-10, ТКЗ-Н, ЦН-2 и др., или дефицитные легирующие порошки и ферросплавы, входящие состав обмазок электродов, например ВСН-6, ОЗИ-5, ОЗИ-6 и др. (см. Сварочные материалы для дуговой сварки: Справочное пособие в 2-х т., т. 2: Сварочные проволоки и электроды. Н.Н. Потапов и др. - М.: Машиностроение, 1993). Наиболее близким техническим решением является шихта электродного материала, которая содержит, в мас.%:
Карбид вольфрама - 0,5-23,1
Двуокись титана - 7,7-9,9
Плавиковый шпат - 26,9-33,9
Мрамор - Остальное
(см. авторское свидетельство СССР 1281365, В 23 К 35/365, опубл. 07.01.87, БИ 1).

Основным недостатком известного решения является то, что используемый в материале карбид вольфрама требует повышенных трудовых и материальных затрат, связанных с предварительным его получением.

В основу изобретения положена задача получения такого состава шихты электродного покрытия, который бы позволил снизить затраты при сохранении качественных характеристик наплавленного металла.

Поставленная задача решается тем, что шихта электродного покрытия, содержащая плавиковый шпат и вольфрамсодержащее соединение, согласно изобретению дополнительно содержит графит и феррохром, а в качестве вольфрамсодержащего соединения - вольфрамсодержащий концентрат при следующем соотношении компонентов в шихте, мас.%:
Плавиковый шпат - 18-20
Графит - 8-12
Феррохром - 2-5
Вольфрамсодержащий концентрат - Остальное
При этом шихта в качестве вольфрамсодержащего концентрата содержит шеелитовый и/или вольфрамитовый концентраты с содержанием оксидов, мас.%: вольфрама 45-72, железа 10-25, марганца 2-10, кремния 3-8. Преимущество предлагаемого технического решения заключается в том, что вольфрамсодержащий концентрат используют в качестве основы шихты, количественный и качественный состав которого за счет оксида вольфрама выполняет функцию легирующего компонента и одновременно является шлако- и газообразующим ионизирующим компонентом. Благодаря использованию непосредственно минерального сырья в качестве основы значительно сокращаются затраты за счет исключения переделов по переработке сырья на карбид вольфрама, а также улучшается экологическое состояние окружающей среды за счет комплексного использования минерального сырья. Плавиковый шпат в заявленных пределах способствует снижению вязкости и повышению активности шлака, что способствует повышению чистоты металла по нежелательным примесям. Графит и феррохром выполняют функцию раскислителей, увеличение содержания углерода в виде графита более 12% не обеспечивает хорошей пластичности наплавленного металла за счет наличия в системе непрореагировавшего углерода, а содержание его менее 8% не обеспечит условия более полного протекания реакций восстановления железа углеродом, что снизит пластичность наплавленного металла. Феррохром повышает стойкость металла против межкристаллитной коррозии.

ПРИМЕР. Вольфрамсодержащий концентрат с размером частиц 50 мкм и содержанием основных компонентов в мас. %: оксид вольфрама 58,5, оксид железа 17,5, оксид марганца 6, оксид кремния 5,5 и измельченные плавиковый шпат, графит и феррохром перемешивали. В шихту состава, мас.%: плавиковый шпат 19, графит 10, феррохром 3,5 остальное - вольфрамсодержащий концентрат добавляли жидкое натриевое стекло до получения пастообразной массы, которую затем брикетировали. На электродообмазывающем прессе покрытие наносили на стальной стержень из проволоки Св-08 А диаметром 4 мм, толщину покрытия выдерживали поддержанием соотношения диаметров электрода с покрытием и электрода без покрытия, равным 1,8:1. Электроды термообрабатывали в муфельной печи, после чего проводили наплавку от стандартного трансформатора на режимах: ток 160-240 А, напряжение на дуге 28-30 В, температура испытаний 20^oС. Результаты исследований представлены в таблице.

Как видно из таблицы, состав шихты за заявленными пределами характеризуется улучшением одних свойств и ухудшением других. Предлагаемое техническое решение позволяет использовать в электродном покрытии непосредственно вольфрамсодержащее минеральное сырье не в качестве добавки, а как основу с одновременным улучшением физико-механических свойств наплавленного металла. Это в свою очередь даст возможность значительно сократить трудовые и материальные затраты за счет исключения переделов по предварительной переработке вольфрамсодержащего минерального сырья на карбид вольфрама, улучшить состояние окружающей среды за счет комплексного использования минерального сырья.

Изобретение относится к наплавочным работам с помощью сварки, в частности к электродным покрытиям. Задачей изобретения является получение такого состава шихты электродного покрытия, который бы позволил снизить затраты при сохранении качественных характеристик наплавленного металла. Заявленная шихта электродного покрытия содержит, мас.%: плавиковый шпат 18-20, графит 8-12, феррохром 2-5, вольфрамсодержащий концентрат - остальное. В качестве вольфрамсодержащего концентрата шихта содержит шеелитовый и/или вольфрамитовый концентрат, включающий, мас. %: оксиды вольфрама 45-72, железа 10-25, марганца 2-10, кремния 3-8. Техническим результатом данного изобретения является то, что предлагаемое техническое решение позволяет использовать в качестве основы в электродном покрытии непосредственно вольфрамсодержащее минеральное сырье для улучшения физико-механических свойств наплавленного металла. При этом значительно сокращаются трудовые и материальные затраты, улучшается экологическое состояние окружающей среды. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Шихта электродного покрытия, содержащая плавиковый шпат и вольфрамсодержащее соединение, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит графит и феррохром, а в качестве вольфрамсодержащего соединения - вольфрамсодержащий концентрат при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Плавиковый шпат - 18-20
Графит - 8-12
Феррохром - 2-5
Вольфрамсодержащий концентрат - Остальное
2. Шихта электродного покрытия по п. 1, отличающаяся тем, что она в качестве вольфрамсодержащего концентрата содержит шеелитовый и/или вольфрамитовый концентраты с содержанием оксидов, мас. %:
Вольфрам - 45-72
Железо - 10-25
Марганец - 2-10
Кремний - 3-8