ЭЛЕКТРОДНОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ИЗНОСОСТОЙКОЙ НАПЛАВКИ Российский патент 2014 года по МПК B23K35/365 

Изобретение относится к электродным покрытиям, в частности, к электродным покрытиям для износостойкой наплавки на поверхность деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания в сочетании с интенсивными ударными нагрузками.

Известно электродное покрытие для дуговой сварки, включающее железный порошок, ферромарганец, кварцевый песок, полевой шпат, каолин, мрамор, целлюлозу электродную, карбоксилметилцеллюлозу, жидкое стекло и рутил при следующем содержании компонентов, мас.%: железный порошок 1-2, ферромарганец 7-10, кварцевый песок 3-4, полевой шпат 3-4, каолин 11-13, мрамор 7-10, целлюлоза электродная 5-7, карбоксилметилцеллюлоза 0,5-1, жидкое стекло как связующее, рутил - остальное.

(RU 2293008, B232K 35/365, опубликовано 10.02.2007)

Однако данный состав электродного покрытия, нанесенный на проволоку марки Св08А не обеспечивает требуемого уровня износостойкости наплавленного металла в условиях ударно-абразивного изнашивания.

Наиболее близким по технической сущности является электродное покрытие для износостойкой наплавки, содержащее плавиковый шпат, рутиловый концентрат, полевой шпат, хром, графит, феррованадий, алюминий, карбид титана, медный порошок и мрамор при следующем соотношении компонентов, мас.%: плавиковый шпат 3,0-5,0; рутиловый концентрат 6,0-10,0; полевой шпат 5,0-11,0; хром 10,0-20,0; графит 5,5-6,5; феррованадий 18,0-20,0; алюминий 1,0-2,0; карбид титана 18,0-20,0; медный порошок 1,0-2,0; мрамор - остальное.

(RU №2028900, B23K 35/365, 20.02.1995).

Это покрытие, нанесенное на стержни электродов из сварочной проволоки марки Св08 обеспечивает достаточно высокую износостойкость наплавленного металла в условиях ударно-абразивного изнашивания.

Недостатком данного электродного покрытия являются низкие реологические свойства массы покрытия, которые ведут к высокому проценту брака электродного покрытия по его разрушению в процессе транспортирования и длительного хранения электродов.

Задачей и техническим результатом изобретения является повышение реологических свойств электродного покрытия, снижение брака покрытия при производстве, транспортировке и хранении, а также повышение скорости и полноты перехода легирующих компонентов при наплавке из электродного покрытия в наплавленный металл.

Технический результат достигается тем, что электродное покрытие для износостойкой наплавки содержит плавиковый шпат, рутиловый концентрат, полевой шпат, карбид титана, графит, хром в виде феррохрома, ферромарганец, соль щелочного металла и карбоксиметилцеллюлозы, жидкое стекло и мрамор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Плавиковый шпат 8,0-10,5 Рутиловый концентрат 2,0-3,5 Полевой шпат 2,5-3,5 Карбид титана 20,5-22,5 Графит 2,5,0-4,2 Феррохром 16,0-18,0 Ферромарганец 1,2-2,5 Соль щелочного металла и   карбоксиметилцеллюлозы 0,5-1,5 Жидкое стекло 15,0-20,0 Мрамор Остальное

Введение в состав покрытия высокоуглеродистого феррохрома и карбида титана способствует образованию в наплавленном металле износостойких вторичных карбидов хрома и титана.

Введение ферромарганца обеспечивает интенсификацию восстановительных процессов металлических компонентов электродного покрытия при наплавке, что способствует более полному переходу хрома и титана из электродного покрытия в наплавленный металл.

Введение в состав электродного покрытия соли щелочного металла (Na или K-Na) и карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) в виде порошка с содержанием активного вещества свыше 95% обеспечивает повышение реологических свойств массы покрытия, в частности улучшение пластичности, прочности и снижение остаточных напряжений, которые приводят к браку покрытия по деформации и разрушению при изготовлении, а также в процессе транспортирования и длительного хранения электродов.

Пример технологического процесса изготовления сварочных электродов.

1. Промывка кусковых материалов.

2. Крупное и среднее дробление кусковых материалов.

3. Сушка электродных материалов.

4. Размол электродных материалов.

5. Пассивирование активных ферросплавов.

6. Приготовление жидкого стекла.

7. Приготовление шихты и обмазочной массы.

8. Подготовка электродных стержней.

9. Опрессовка - нанесение покрытия на стержни.

10. Сушка.

11. Прокаливание.

12. Расфасовка и упаковка.

Сравнительные испытания известного электродного покрытия и по изобретению представлены в таблице, где приведены содержание компонентов и процент брака покрытий по разрушению в процессе транспортирования и длительного хранения электродов.

Как видно из данных таблицы, электродное покрытие по изобретению на 30-50% снижает процент брака при изготовлении электродов и значительно повышает срок годности электродов.

Шлак, образующийся при наплавке, содержит меньшее содержание соединений хрома и титана, что свидетельствует о более полном переходе хрома и титана из электродного покрытия в наплавленный металл.

Таблица Компоненты покрытия Содержание компонентов в покрытии, мас.% По изобретению Известное Плавиковый шпат 8,0 9,2 10,5 4,0 Рутиловый концентрат 2,0 2,6 3,2 8,0 Полевой шпат 2,5 3,0 3,5 8,0 Карбид титана 20,5 21,7 22,5 19,0 Графит 2,5 3,7 4,2 6,0 Хром - - - 15,0 Феррованадий - - - 19,2 Алюминий - - - 1,5 Медный порошок - - - 1,4 Феррохром 16,0 17,0 18,0 - Ферромарганец 1,2 2,0 2,5 - Соль щелочного металла и Карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) 0,5 1,0 1,5 - Жидкое стекло 15,0 17,5 20,0 до требуемой вязкости Мрамор остальное остальное остальное остальное Брак покрытия по разрушению, % 0,05 0,05 0,05 8,0

Изобретение может быть использовано при изготовлении электродов для износостойкой наплавки деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания в сочетании с интенсивными ударными нагрузками. Электродное покрытие содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: плавиковый шпат 8,0-10,5, рутиловый концентрат 2,0-3,5, полевой шпат 2,5-3,5, карбид титана 20,5-22,5, графит 2,5,0-4,2, феррохром 16,0-18,0, ферромарганец 1,2-2,5, соль щелочного металла и карбоксиметилцеллюлозы 0,5-1,5, жидкое стекло 15,0-20,0, мрамор - остальное. Состав покрытия обеспечивает повышение его реологических свойств, снижение брака электродов при их производстве, транспортировке и хранении, а также снижение уровня выделения вредных веществ и повышение чистоты наплавленного металла по неметаллическим включениям. 1 табл.

Покрытие электрода для износостойкой наплавки, содержащее плавиковый шпат, рутиловый концентрат, полевой шпат, карбид титана, графит, хром, мрамор и жидкое стекло, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит ферромарганец и соль щелочного металла и карбоксиметилцеллюлозы, а хром введен в виде феррохрома, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Плавиковый шпат 8,0-10,5 Рутиловый концентрат 2,0-3,5 Полевой шпат 2,5-3,5 Карбид титана 20,5-22,5 Графит 2,5-4,2 Феррохром 16,0-18,0 Ферромарганец 1,2-2,5 Соль щелочного металла и   карбоксиметилцеллюлозы 0,5-1,5 Жидкое стекло 15,0-20,0 Мрамор Остальное