ЭЛЕКТРОДНОЕ ПОКРЫТИЕ Российский патент 2010 года по МПК B23K35/365 

Описание патента на изобретение RU2386525C2

Предлагаемое покрытие относится к материалам для электродуговой наплавки и может быть использовано как покрытие электродов с твердостью наплавленного металла 58-64 HRC для восстановления деталей, работающих в условиях абразивного износа.

Известно покрытие электродов Т-590, наиболее близко стоящих к предлагаемому по составу, назначению и твердости наплавленного металла [РЕЦЕПТУРА ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ И НАПЛАВКИ. Основные паспортные данные. Киев, ИЭС им. Е.О.Патона, 1996, Сварочные материалы для дуговой сварки: Справочное пособие: В 2-х т. Т.2, М.: Машиностроение, 1993], содержащее, вес.%:

Феррохром 78 Графит 10 Ферробор 6 Ферромарганец 6

Обеспечивая требуемую твердость наплавленного слоя (58-64 HRC), электроды с известным покрытием обладают и недостатками [Сварочные материалы для дуговой сварки: Справочное пособие: В 2-х т. Т.2, М.: Машиностроение, 1993]:

- пониженной сопротивляемостью наплавленного металла ударам;

- склонностью к образованию трещин в наплавленном слое;

- во избежание выкрошивания не позволяют производить наплавку более, чем в 2 слоя стальных деталей и более, чем в 1 слой чугунных деталей, что снижает эксплуатационный ресурс ремонтируемых деталей.

Указанные недостатки, прежде всего, определятся высоким содержанием в наплавленном металле углерода (~3,2%), серы и фосфора (~0,040%), диффузионного водорода (≥17мл/100 г).

Целью настоящего изобретения является снижение склонности к образованию трещин в наплавленном металле и его самовыкрошиванию при многослойной наплавке, повышение сопротивляемости наплавленного металла ударным нагрузкам и снижение стоимости электродов.

Эта цель достигается введением в состав покрытия мрамора, флюорита и ферросилиция при следующих соотношениях компонентов, вес. частях:

Феррохром 19-20 Графит 4-6 Ферробор 3-4 Ферромарганец 3-4 Ферросилиций 29-30 Мрамор 25-27 Флюорит 12-14 Фторопласт 1,5-2,0

Для проведения контрольных испытаний были изготовлены электроды диаметром 4,0 мм с составами покрытий, представленных в таблице 1.

Таблица 1 № п/п Наименование компонента покрытия электрода Состав сухой шихты покрытия, вес. частях Известный состав Заявляемое решение Вариант 1 2 1 Феррохром 78 19 20 2 Графит 10 6 4 3 Ферробор 6 4 3 4 Ферромарганец 6 3 4 5 Ферросилиций - 29 30 6 Мрамор - 25 27 7 Флюорит - 14 12 8 Фторопласт - 1,5 2,0

Покрытие наносилось на металлические стержни св.08 опрессовкой по технологии, разработанной на базе типового технологического процесса по ОСТ 5.9786-76 применительно к условиям и промышленному оборудованию предприятия-изготовителя.

Количество жидкого стекла было одинаково 25-27% от веса сухой шихты. Модуль стекла 2,8-3,0, плотность 1,41-1,42 г/см3, вязкость 600-800 сПз.

Диаметр калибрующей втулки (определяет диаметр покрытия электрода) для предлагаемых электродов был равен всего 7,1 мм, а для известного 8,1 мм, требуемого для него технической документацией, что явилось одним из факторов снижения себестоимости предлагаемых электродов.

В процессе изготовления электродов установили, что, несмотря на отсутствие в покрытии органических пластификаторов, пластические свойства обмазок всех электродов были достаточно хорошими, что обеспечивало их качественную опрессовку и объяснялось наличием для этого в покрытии достаточного количества графита, обладающего хорошими пластифицирующими свойствами.

Оценка эксплуатационных свойств наплавленного металла проводилась с использованием стандартных методик:

- химического состава - по ГОСТ 9466-75,

- твердости - по ГОСТ 9013-59 в единицах HRC для наплавленного металла без термообработки.

Склонность к образованию трещин в наплавленном металле и его выкрошиванию оценивалась визуально путем осмотра наплавленного в 1-7 слоев металла на пластины из стали Ст.3 пс толщиной 14 мм размером 350×100 мм непосредственно после сварки и после их выдерживания на воздухе 3 и 5 дней, а сопротивляемости ударам - осмотром наплавленных пластин после удара их с обратной стороны 2 кг гирей с высоты 1,5 м.

Результаты испытаний представлены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 Вариант электрода по табл.1 Содержание в наплавленном металле, % Твердость, HRC С Si Mn Cr В S Р [Н] диф*, мл/100 г прототип 3,1 2,3 1,5 24 1,0 0,037 0,040 17,8 59 Вариант 1 1,21 4,0 1,5 10,0 0,7 0,027 0,031 7,3 61 Вариант 2 1,13 4,5 1,7 10,5 0,6 0,028 0,032 7,5 58 * - глицериновая проба

Данные результатов испытаний подтверждают, что, несмотря на более низкое содержание дорогостоящего хрома, твердость наплавленного предлагаемыми электродами металла была на уровне, характерном для прототипа (табл.2), чему, вероятнее всего, способствовало повышение содержания кремния в нем. При этом (табл.3) явно отмечалось:

- снижение склонности к образованию трещин в наплавленном металле: у прототипа они выявлены и в 1, и во 2 слоях, а у предлагаемых электродов - не выявлено ни в 1, ни в других слоях;

- снижение склонности к самовыкрошиванию при многослойной наплавке: у прототипа это отмечено уже во 2 слое, а у предлагаемого электрода - не выявлено и в 5 слое;

- повышение сопротивляемости наплавленного металла ударным нагрузкам: при падении 2 кг гири с высоты 1,5 м на наплавленную пластину для прототипа отмечено выкрошивание во всех наплавленных слоях, а у предлагаемого электрода - только в 3 слое при меньшей площади выкрошивания.

Таблица 3 Вариант электрода по табл.1 Показатель качества наплавленного металла* Наличие трещин в наплавленном металле, шт. Общая площадь самовыкрошивания, см2 Общая площадь выкрашивания под действием ударной нагрузки, см2 1 слой 2 слой 3 слой 4 слой 5 слой 1 слой 2 слой 3 слой 4 слой 5 слой 1 слой 2 слой 3 слой Прототип 4 9 12 не опр. не опр. отсут. ~1 ~4 не опр. не опр. ~2 ~3 не опр. Вариант 1 отсут. отсут. отсут. отсут отсут отсут. отс ут. отсут. отсут отсут отсут отсут ~1 Вариант 2 отсут. отс ут. отс ут. отсут отсут отс ут. отсут. отсут. отсут отсут отсут отсут ~1 * общая площадь 1 слоя наплавленного металла 350 см2

Отмеченное улучшение свойств наплавленного металла у предлагаемых электродов объясняется, прежде всего, более чем 2 низким содержанием в нем углерода и диффузионного водорода, последнего - ввиду наличия в покрытии флюорита и легкодиссоциирующегося фторопласта, лучшей газовой защитой сварочной ванны благодаря имеющемуся в покрытии мрамору. Этому же, в какой-то мере, способствовало и выявленное снижение содержания в наплавленном металле серы и фосфора вследствие наличия в сварочном шлаке продукта диссоциации мрамора - окиси кальция, а также большего количества кроющего наплавленный металл шлака, что способствует меньшей скорости его охлаждения на воздухе.

Таким образом, установленное улучшение свойств электрода с предлагаемым покрытием подтверждает решение технических целей, поставленных настоящим изобретением.

Что касается снижения стоимости электродов с предлагаемым покрытием в сравнении с прототипом, то оно явно вытекает из-за более чем в 2 низкого содержания в нем наиболее дорогостоящих компонентов - феррохрома, ферробора, ферромарганца, меньшего коэффициента массы покрытия вследствие меньшего диаметра его калибрующей втулки (см. стр.2) при одинаковой марке стержней электродов.

Дополнительными преимуществами электродов с предлагаемым покрытием являлись более устойчивое и «мягкое» горение дуги и меньшее разбрызгивание.

Варьирование составом предлагаемого покрытия в сторону расширения пределов содержания любого из его компонентов приводит к ухудшению свойств наплавленного металла и указывает, что только заявляемая совокупность компонентов покрытия обладает существенными отличиями и обеспечивает достижение поставленной цели изобретения.

Похожие патенты RU2386525C2

название год авторы номер документа
СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ 2005
  • Лозовой Виктор Григорьевич
  • Дзюба Вячеслав Михайлович
  • Дзюба Олег Вячеславович
  • Съедин Сергей Владимирович
  • Чипинов Анатолий Алексеевич
RU2353492C2
ЭЛЕКТРОДНОЕ ПОКРЫТИЕ 2008
  • Лозовой Виктор Григорьевич
  • Дзюба Олег Вячеславович
  • Дзюба Вячеслав Михайлович
  • Чипинов Анатолий Алексеевич
RU2399472C2
СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ 2007
  • Лозовой Виктор Григорьевич
  • Дзюба Олег Вячеславович
  • Дзюба Вячеслав Михайлович
  • Чипинов Анатолий Алексеевич
  • Яценко Владимир Петрович
  • Чуларис Александр Александрович
RU2381885C2
СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ИЗНОСОСТОЙКОЙ НАПЛАВКИ 2014
  • Смирнов Александр Николаевич
  • Гордин Сергей Олегович
  • Князьков Виктор Леонидович
RU2553153C1
СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ 2001
  • Лозовой В.Г.
  • Богаевский Алексей Леонидович
  • Кочкин В.И.
  • Дзюба В.М.
  • Басиев К.Д.
  • Сторожик Д.Л.
  • Сидоров В.В.
  • Глущенко А.Л.
  • Гавозда В.М.
  • Кравченко Е.П.
RU2220833C2
ЭЛЕКТРОДНОЕ ПОКРЫТИЕ 1997
  • Лозовой В.Г.(Ru)
  • Богаевский Алексей Леонидович
  • Прикипелов Виктор Александрович
  • Левченко Николай Филиппович
  • Павлов Н.В.(Ru)
  • Лозинский В.Н.(Ru)
  • Калмыков В.С.(Ru)
  • Гавриш Яков Тимофеевич
  • Залогин Леонид Андреевич
RU2130371C1
ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ 1994
  • Кирьяков Виктор Михайлович
  • Скосарев Юрий Петрович
RU2069136C1
ЭЛЕКТРОД ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ НАПЛАВКИ СЛОЯ СТАЛИ СРЕДНЕЙ ТВЕРДОСТИ 1996
  • Павлов Николай Васильевич[Ru]
  • Лозинский Владимир Николаевич[Ru]
  • Кирьяков Виктор Михайлович[Ua]
  • Клапатюк Андрей Васильевич[Ua]
RU2104140C1
ШИХТА ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКИ 1993
  • Кирьяков Виктор Михайлович[Ua]
  • Чертов Андрей Игоревич[Ua]
  • Гордонный Всеволод Григорьевич[Ua]
  • Дегтярь Альберт Антонович[Ua]
  • Козубенко Иван Дмитриевич[Ru]
  • Павлов Николай Васильевич[Ru]
RU2074078C1
Состав электродного покрытия 1990
  • Попов Сергей Николаевич
  • Митяев Александр Анатольевич
  • Кругликов Алексей Георгиевич
SU1731550A1

Реферат патента 2010 года ЭЛЕКТРОДНОЕ ПОКРЫТИЕ

Электродное покрытие может быть использовано при изготовлении электродов для многослойной электродуговой наплавки деталей, работающих в условиях абразивного износа. Состав содержит компоненты в следующих соотношениях, вес.ч.: феррохром 19-20, графит 4-6, ферробор 3-4, ферромарганец 3-4, ферросилиций 29-30, мрамор 25-27, флюорит 12-14 и фторопласт 1,5-2,0. Покрытие обеспечивает получение наплавленного слоя с твердостью 58-64 HRC при низкой склонности к образованию трещин в наплавленном металле, обладающего повышенной сопротивляемостью ударным нагрузкам. 3 табл.

Формула изобретения RU 2 386 525 C2

Состав электродного покрытия для электродуговой наплавки деталей с твердостью наплавленного слоя 58-64 HRC, работающих в условиях абразивного износа, содержащий феррохром, графит, ферробор, ферромарганец, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ферросилиций, мрамор, флюорит и фторопласт при следующих соотношениях компонентов, вес.ч.:
феррохром 19-20 графит 4-6 ферробор 3-4 ферромарганец 3-4 ферросилиций 29-30 мрамор 25-27 флюорит 12-14 фторопласт 1,5-2,0

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2386525C2

Электродное покрытие для износостойкой наплавки 1975
  • Гринберг Нинель Аркадьевна
  • Лившиц Лев Семенович
  • Никаноров Михаил Михайлович
  • Куркумелли Эльвила Георгиевна
SU531700A1
ЭЛЕКТРОДНОЕ ПОКРЫТИЕ 1997
  • Лозовой В.Г.(Ru)
  • Богаевский Алексей Леонидович
  • Прикипелов Виктор Александрович
  • Левченко Николай Филиппович
  • Павлов Н.В.(Ru)
  • Лозинский В.Н.(Ru)
  • Калмыков В.С.(Ru)
  • Гавриш Яков Тимофеевич
  • Залогин Леонид Андреевич
RU2130371C1
ЭЛЕКТРОД ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ НАПЛАВКИ СЛОЯ СТАЛИ СРЕДНЕЙ ТВЕРДОСТИ 1996
  • Павлов Николай Васильевич[Ru]
  • Лозинский Владимир Николаевич[Ru]
  • Кирьяков Виктор Михайлович[Ua]
  • Клапатюк Андрей Васильевич[Ua]
RU2104140C1
Состав электродного покрытия 1981
  • Старобинец Борис Вульфович
  • Тиунов Николай Иванович
  • Коноплев Виктор Николаевич
SU959967A1
US 4349721 А, 14.09.1982.

RU 2 386 525 C2

Авторы

Лозовой Виктор Григорьевич

Сидлин Зиновий Абрамович

Дзюба Вячеслав Михайлович

Лопатенко Александр Валерьевич

Золотавин Валерий Никович

Дзюба Олег Вячеславович

Съедин Сергей Владимирович

Чипинов Анатолий Алексеевич

Даты

2010-04-20Публикация

2006-06-13Подача