Состав шихты порошковой проволоки для износостойкой наплавки Советский патент 1989 года по МПК B23K35/36 

Изобретение относится к области сварочных материалов, преимущественно к Электродуговой наплавке износостойкими с нестабильным аустенитом сплавами и может быть использовано при изготовлении или восстановлении деталей машин для повышения их долговечности. . .

Известен состав порошковой проволоки, состоящий из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей хром, марганец, марганец азотированный, ферромолибден, феррованадий, медь кремнистую, феррониобий, двуокись титана, фторопласт, железный порошок при следующем соотношении компонентов, мас.%: Хром10-20

Марганец металли9-18ческий

Марганец азотиро s|

0,5-2,0 ванный

со

1-4

Ферромолибдеи

0,2-3,0 Феррованадий 0,3-4,5 Медь кремнистая 0,2-0,4 Феррониобий 2,5-0,4 Двуокись титана О,,25-0,50 Фторопласт

10-20 Железный порошок Остальное Стальная оболочка

Недостатком известного состава является наличие в нем дорогостоящих и дефицитных компонентов: ферромолибдена, феррониобия, двуокиси титана. Кроме того, в нем содержится повышенное количество хрома, что оправдано лишь в случае примеиения наплавки деталей, от которой требуется повышениая коррозиониая стойкость. После наплавки этими материалами затруднено отделение шлаковой корки. Кроме того, требуется очень тщательная просушка шихтовых материалов, предотвращающдя попадание водорода в наплавленный металл.

Известен состав порошковой проволоки для наплавки, состоящий из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей графит, марганец,, феррованадий, молибден, алюминий, ферросилиций, железный порошок, марганецазотированный и ферротитан при следующем соотношении компонентов, мас.% Графит0,2-0,5

Марганец металлиг ческий4,0-6,0

Марганец азотированный5,0-rlO Феррованадий 2,0-6,0 Молибден металли-, ческий 2,0-4,0 Ферротитан 4,0-9,0 Алюминиевый порошок 2,0-6,0 Ферросилиций 0,5-2,0, Железный порошок 3,0-7,0 Стальная оболочка Остальное Однако данный состав порошковой проволоки содержит такие дефицитные и дорогостоящие компоненты, как молибден, ферротитан, алюминий. Кроме того, этот состав порошковой проволоки требует значительных трудозатрат, на просушку и ее изготовление.

Цель изобретения -.разработка соетава шихты порошковой проволоки со сниженной себестоимостью и улучшенной технологичностью изготовления при повышенной износостойкости: наплавленного ею металла.

Поставленная цель, достигается тем, что лпихта порошковой проволоки, содержащая марганец металлический, марганец азотированный, ферросилиций, феррованадий и железный порошок, дополнительно содержит ферромарганец и углекислый кальций при следующем соотношении компонентов, мас,%: Марганец металлический. 26-35 Марганец азотированный 0,8-1,5 феррованадий 2-5 Ферромарганец 2,5-5

Ферросилиций 0,5-1,5

Углекислый кальций 5-8

Железный порошок Остальное

Состав шйхт.ы порошковой проволоки подобран с/таким расчетом, чтобы наплавленный металл имел структуру метастабильного аустенита, который в процессе нагружения претерпевает мартенситныё превращения;

Количество марганца металлическог выбрано с таким расчетом, чтобы полу, чйть марганцевый аустенит определенной степени стабильности. При малом количестве углерода содержание металлического марганца в шихте ниже 26% недостаточно для предотвращения образования при охлаждении в наплавйенном металле мартенсита, и, как следствие, возможно образование трещин.

Введение в состав шихты металлического марганца в количестве, прёвьшгающем 35%,. сильно стабилизирует аустенит по отношению к у- о превращению и снижает его способность к упрочнению в процессе нагружения.

Марганец азотированный и феррованадий введены в состав шихты в количествах соответственно 0,8-1,5 и 2-5%, Это сделано с целью получения в v аустенитной матрице наплавленного металла карбонитридов ванадия, упрочняющих сталь и повьш1ающих износостойкость.

Более низкое содержание указанных элементов неэффективно так как объемйая доля упрочняющей фазы мала.

Увеличение азотированного марганца свьшге 1,5% приводит к возникновению по ристости в наплавленном металле. Это обусловлено тем, что количество азота- превьш1ает его предел растворимости в аустените.

Повышение.концентрации ванадия сверх 5% связывает весь углерод в карбиды и выводит его из твердого раствора, что привЪдит к образованию мартенсита в наплавленном металле и способствует образованию трещин.

Ферромарганец в количестве 2,5-5% введен в состав порошковой проволоки для получения наряду с требуемым количеством марганца еще и углерода. Содержание углерода в напдавленном металле должно находиться в пределах О,15-0,30%. Содержание ферромарганца менее 2,5 недопустимо, т.к. количе51ство углерода в наплавленном металле становится О,15%, что при содержании марганца на нижнем пределе может вызвать образование мартенсита и соответственно образование трещин в на плавленном металле и снижение износо стойкости. Введение в состав шихты ферромарганца в количестве более 5% приводит к получению.в наплавленном металле углерода 0,3%, «то существенно затрудняет обработку резанием. Ферросилиций в количестве О,51,5% введен в состав шихты с целью повышения износостойкости и упрочнения аустенита за счет легирования его кремнием. Более низкое содержание этодо ком понента мало.влияет на упрочнение-и износостойкость. Превьшение его коли чества сверх 1,5% вызьшает образование трещин. Углекислый кальций в количестве 5-8% повьшает технологичность наплавочного материала, снижает содержани водорода в наплавленном металле и соответственно позволяет повысить ка чество наплавленного металла. Из всех вариантов составов шихты порошковой проволоки ;наилучшими свойствами обладают составы при следующем соотношении компонентов (таблица). Г. , . , ...,„-.. Для наплавки применяют двухзамковую порошсовую ленту, изготовленную из стали 08КП. Наплавку производят на сварочном аппарате А-874Н с исполь зованием источника питания ВДУ-1001.. Режим наплавки: сила тока 600-650 А, напряжение 30-32 В, скорость наплавки 5 м/ч. Испытания металла, наплавленного порошковой проволокой с шихтой, состав которой приведен в. таблице, проводят на машине МИ-1М по схеме ррлик ролик при нагрузке 75 кг. 4 Описываемая порошковая роволока обеспечивает повьш1енную относительна износостойкость наплавленного металла, %: Состав 11,10 Состав 2J,20 Состав 31,15 Аналог1,00 . Данная шихты порошковой проволоки не содержит в своем составе дорошх: и дефицитных легирующих элементов и превышает на 10-20% износостойкость известной.. . ,1остоинством нового материала в отличие от известного является хорошая отделимость шпаковой корки и .возможность ее применения без просушки компонентов, что сокращает время на изготовление порошковой проволоки. Таким.Ьбразом, состав шихты порошковой проволоки обладает низкой себестоимостью, повьштенной износостой- , костью и характеризуется улучшенными сварочно-технологическими свойствами. Данный состав шихты порошковой проволоки рекомендуется использовать для наплавки деталей металлургического оборудования, . Состав шихты порошковой проволоки

СОСТАВ ШИХТЫ ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКИ ДЛЯ ИЗНОСОСТОЙКОЙ НАПЛАВКИ, содержащий марганец металлический. марганец азотированный, феррованадий, ферросилиций и железный порошок, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью снижения себестоимости и улучшения технологичности изготовления шихты порошковой проволоки при повьш1енной износостойкости наплавленного ею материала, состав дополнительно содержит ферромарганец и углекислый кальций при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Марганец мета ллический 26-35 Марганец азотированный 0,8-1,5 Феррованадий2-5 Ферромарганец 2,5-5 Ферросилиций0,5-1,5 Углекислый калы:р1й 5-8 (Л Железный порошок Остальное