Состав электродного покрытия Советский патент 1992 года по МПК B23K35/365 

Изобретение относится к области сварки, в частности к составам электродного покрытия, предназначенного преимущественно для ремонта отливок из низколегированных высокопрочных сталей, а также для наплавки поверхностей, подвергающихся абразивному износу.

Известен состав электродного покрытия 1, используемого для сварки низколегированных высокопрочных сталей с пределом прочности свыше 600 МПа, содержащего следующие компоненты, Мрамор31...34

Плавиковый шпат20...25

Рутиловый концентр,12...17

Никель.11...13

Ванадий0,5...1,5

Марганец5...8

Ферросилиций2...4

Кремнефтористый натрий2...6

Ферроиттрий0,5,..1,5

Введение ферроиттрия в состав покрытия в указанных пределах повышает слу- жебные свойства наплавленного металла и снижает склонность его к образованию трещин. Однако ферроитгрий является химически активным компонентом и при неблагоприятных параметрах жидкого стекла (модуль L 2,6), повышенном его количестве, иттрий практически не переходит в наплавленный металл, что приводит к снижению его служебных свойств и повышению склонности к образованию трещин. Кроме того, отсутствие в покрытии углерода не позволяет получить наплавленный металл необходимой твердости. Недостатками этого покрытия является склонность электродов к образованию трещин в наплавленном металле и недостаточная их твердость.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является состав электродного покрытия 2, содержащий следующие компоненты, мас.%:

W

Ё

VI

N (Я 00

го

рамор

Кварцевый песок Плавиковый шпат Ферротитан Ферросилиций Марганец металлический Хром металлический Ферромолибден Феррованадий Графит Поташ

27

8

19

8 6

3 14

7 5

2

1

Металл, наплавленный этими электродами, имеет достаточно высокую твердость (HRC 50...56) в исходном состоянии, что обеспечивает его высокую работоспособность при различных видах износа. Но обязательным условием при сварке (наплавке) этими электродами является предварительный подогрев, который не всегда гарантирует отсутствие трещин в наплавленном металле. Недостатком такого покрытия является склонность к образованию трещин в наплавленном металле

Целью изобретения является снижение склонности электродов к образованию трещин в наплавленном металле.

Для достижения указанной цели электродное покрытие, содержащее мрамор, плавиковый шпат, кварцевый песок, ферротитан, ферромарганец, феррохром, ферромолибден, феррованадий, алюминиевый порошок, графит кристаллический и пластификатор, дополнительно содержит никель-иттриевую лигатуру, а в качестве пластификатора присутствует сода, при следующем соотношении компонентов, мае %.

Плавиковый шпат17...21

Песок кварцевый6...8

ФерротитаёГ7... 12

.Ферромарганец1...3

Алюминиевый порошок0.6...1,3

Феррохром10...14

Ф ерромолибден3...5

Феррованадий1. .3

Никель-иттриевая лигатура 0,5. .1,5 Графит кристаллический0.8...1,8

Пластификатор0,5...1,0

Мрамор Остальное

отношение суммарного содержания феррохрома с феррованадием к содержанию ни- кель-йттриевой лигатуры находится в интервале о т 8 до 32

Введение никель-иттриевой лигатуры в состав покрытия приводит к стабильному переходу иттрия в металл шва, так как никель, составляющий основу лигатуры (85,..90 мае. %) имеет низкое сродство к кислороду и препятствует окислению иттрия в дуговом промежутке. Присутствие в наплавленном металле такого сильного модификатора, как иттрий, приводит к снижению в нем трещин и повышает твердость.

При содержании никель-иттриевой лигатуры в покрытии менее 0,5 мас.% не обеспечивается повышение служебных свойств наплавленного металла (количество трещин и твердость).

Введение в покрытие никель-иттриевой лигатуры свыше 1,5 мас.% нецелесообраз0 но, так как при данном уровне легирования наплавленного металла (С, Мп, Сг, V, Мо) не происходит повышения его твердости.

Содержание основных легирующих в покрытии (феррохром 10...14 мас.%; графит

5 кристаллический 0.8...1,8 мас.%, ферромарганец 1...3 мас.%, феррованадий 1...3 мас.% и ферромолибден 3...5 мае, %) определялось с учетом их влияния на такие показатели наплавленного металла, как твердость.

0 Если содержание основных легирующих в покрытии меньше указанных нижних уровней, то не обеспечивается необходимая твердость наплавленного металла после последующей термообработки, а слг.-дователь5 но, и его износостойкость.

Введение основных легирующих выше верхнего предела не отвечает условиям ремонта отливок и узлов из высокопрочных сталей из-за ограничения по объему наплав0 ленного металла.

Введение никель-иттриевой лигатуры в покрытие в соотношении между суммарным содержанием феррохрома с феррованадием к ней от 8 до 32 обеспечивает снижение

5 склонности электродов к образованию трещин в наплавленном металле, при сохранении его высокой твердости, в связи с чем предлагаемое техническое решение соответствует критерию существенные отличия.

0Введение в состав покрытия основных

шлакообрэзующих компонентов (мрамор, плавиковый шпат 17.. 21 мас.% и кварцевый песок 6...8 мас.%), является оптимальным для обеспечения хорошего формирования метал5 ла и отделимости шлаковой корки, а введение алюминиевого порошка (0,6...1,3 мас,%) приводит к стабилизации процесса начального зажигания и увеличению перехода легирующих в наплавленный металл.

0 Кроме того, алюминиевый порошок, наряду с ферротитаном (7... 12 мас.%) обеспечивает достаточный уровень раскисления металла шва.

Таким образом применение предлагаемого покрытия позволяет повысить стойкость

5 электродов против образования трещин в наплавленном металле при достаточном уровне его твердости.

Для оценки свойств электродного покрытия готовят составы покрытий, представленные в табл. 1,

Шихту готовят по известной технологии: смешивают с жидким стеклом и методом опрессовки наносят на стержниф4 мм из проволоки Св-08А. При этом контролируют внешний вид электродов и центричность нанесения покрытия на стержень.

После прокалки при t 370°C в течение 1,5 ч эл ектроды исследуют на склонность к образованию трещин в наплавленном металле и его твердость в исходном состоянии и после термообработки.

Результаты влияния составов покрытий на склонность к образованию трещин в на0

Формула изобретения Состав электродного покрытия, содержащий мрамор, плавиковый шпат, ферроти- тан, ферромарганец, хром, ферромолибден, феррованадий, алюминиевый порошок, кварцевый песок, графит и пластификатор, отличающийся тем, что, с целью снижения склонности наплавленного металла к образованию трещин, он дополнительно содержит никель-итгриевую лигатуру, в качестве пластификатора введена сода, а хром введен в виде феррохрома при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Таблица2

Использование: преимущественно для ремонта отливок из низколегированных высокопрочных сталей. Сущность изобретения: состав электродного покрытия содержит (мас.%): плавиковый шпат 17-21; песок кварцевый 6-8; ферротитан 7-12; ферромарганец 1-3; порошок алюминиевый 0,6-1,3; феррохром 10-14; ферромолибден 3-5; феррованадий 1-3, никель-иттриевая лигатура 0,5-1,5; графит 0,8-1-,8, сода 0,5-- 1,0; остальное - мрамор. Данный состав .электродного покрытия обеспечивает снижение склонности наплавленного металла к образованию трещин. 3 табл.