Керамический флюс для наплавки Советский патент 1993 года по МПК B23K35/362 

Изобретение относится к способам сварки, в частности к материалам для механизированной электродуговой наплавки,

Цель изобретения - разработка такого керамического флюса, который не содержит в своем составе дефицитных материалов (например, цирконового концентрата), об- ладающего хорошими /технологическими свойствами в широком диапазоне режимов наплавки, позволяющего в сочетании с нелегированной проволокой получать наплавленный металл, имеющий твердость в. пределах от 200 до 600 Н В при более эффективном использовании ферросплавов и обладающий высокой стойкостью против образования трещин.

Эта цель достигается введением в состав флюса синтетических шлаков типа вол- ластонита (50% СаО и 50% SiOa) в количестве.4-8% и флюса АНФ-6 (65% CaFa и 35% AlaOa) крупного помола в количестве 28-30%, а также дополнительным введением во флюс микродобавки силикокальция в количестве 0,1-0,3% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Магнезит спеченный 34,0-40,0 Кварцевый песок10,0-17,0

СО О

о VI

Сл

СО

Синтетический шлак - флюсАНФ-6 28,0-36,0 Синтетический шлак - волластонит 4,0-8,0 Феррохром 1,5-5,8 Ферромарганец 2,5-3,5 Алюминиевый порошок 1,0-2,2 Ферротитан 0,3-0,6 . Силикокальций 0,1-0,3 Замена в шлакообразующей основе заявляемого флюса дефицитного цирконового концентрата (Zr02.Si02) волластонитом (CaO.SI02) повышает межфазное натяжение на границе шлак-легирующий компонент и тем самым способствует более полному переходу легирующих компонентов из флюса в наплавленный металл. Эта замена, кроме того, увеличивает основность флюса, что способствует улучшению структуры и свойств наплавленного металла. Коэффициент основности .заявляемого флюса В-3,1, а флюса-прототипа 2,3. Отсутствие в заявляемом флюсе оксида циркония полностью компенсируется микродобавкой силико- кальция, который при одновременном введении во флюс алюминия и титана обеспечивает модифицирование наплавленного металла и высокую стойкость его против образования кристаллизационных трещин. Этому способствует также снижение содержания серы и фосфора в металле, наплавляемом под заявляемым флюсом (по сравнению с прототипом), что является следствием замены плавикового шпата синтетическим щлаком (флюсом АНФ-6), содержание S и Р в котором обычно не превышает 0,010% каждого из этих элементов. Данная замена позволила также полностью исключить из состава флюса глинозем - гигроскопичный компонент, затрудняющий гранулирование керамических флюсов.

Заявляемый флюс имеет отличные тех- нблогические свойства в широком диапазо- ;не режимов наплавки, в том числе при широкослойной наплавке колеблющимся электродом. Этому способствует использование в заявляемом флюсе около 40% зара- нее переплавленных компонентов (флюс АНФ-6 и волластонит)..

Испытания заявляемого флюса показали, что в наплавленном металле стабильно отсутствуют трещины, в том числе при наплавке без предварительного подогрева массивных деталей из углеродистой стали при использовании варианта флюса с максимальным содержанием легирующих компонентов..

Заявляемый флюс обеспечивает rto сравнению с флюсом-прототипом более полный переход легирующих элементов из

флюса в направленный металл, заданная твердость направленного металла обеспечивает при меньшем содержании ферросплавов во флюсе,

На основании вышеизложенного можно

сделать вывод, что заявляемый флюс обладает свойствами/не присущими ранее известному, т.е. обладает существенными отличиями.

в табл,1 приведены варианты состава заявляемого флюса, которые испытывались в КП КФ СШ СП Хорос. При изготовлении флюсов использовали натриевое и натрий-калиевое жидкое

стекло с модулем 2,5...3,5 и плотностью 1415...1440 кг/м3 в количестве 17..,20 % от массы сухой шихты флюса. Прокалка флюса производилась при температуре (430+20)°С в течение не менее двух часов в садочной

камерной печи. Под флюсами, состав которых приведен в табл. 1, были выполнены пя- тислойные наплавки на стали Ст. 3 проволокой Св-08 диаметром 2,3 и 5 мм. Наплавка производилась в следующей последовательности. Сначала на плоскость пластин рядом направляли пять валиков с перекрытием каждого предыдущего валика последующим на 1 /3. Затем таким же образом наплавляли четыре валика в промёжутки между предыдущими, после этого так же. направляли; три валика, два и один последний верхний, на котором определяли твердость и химический состав..

Параметры режимов наплавки (средние

их значения) указаны в табл.2, там же приведены результаты определения твердости наплавленного металла (средние значения из пяти определений), а также некоторые технологические характеристики флюсов.

в табл.3 приведен химический состав наплавленного металла, полученного с применением вариантов заявляемого флюса.

Как видно из данных, приведенных в табл.1, 2 и 3, а также из прилагаемого акта

испытаний, заявляемый флюс обеспечивает заданную твердость наплавленного металла 200...600 НВ, отсутствие в нем трещин и отличные технологические свойства флюса. Содержание диффузного водорода в наплавленном металле составляет 4,5 см3/100г.

Заявляемый флюс найдет широкое применение при механизированной износостойкой наплавке различных быстроизнашивающихся деталей машин и мехЗ; нйзмов, где требуется получение твердости наплавленного металла в пределах от 200 /до 600 НВ. Заявляемый флюс не содержит в своем составе дефицитных материалов его промышленное производство не вызм

вает каких-либо трудностей, а применение даст значительный экономический эффект за счет удешевления шихты флюса (меньшего количества ферросплавов) по сравнению с известными керамическими флюсами аналогичного назначения.

Формула изобретения Керамический флюс для наплавки, содержащий спеченный магнезит/кварцевый песок, фтористый кальций, феррохром, ферромарганец, ферротитан, алюминиевый по- рОшок, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости наплавленного металла против образования трещин, улучшения технологических свойств флюса и более

эффективного использования легирующих компонентов флюса, он дополнительно сот держит силикокальций, волластонит, а фтористый кальций введен в виде синтети- ческого шлака типа флюса АНФ-6 при следующем соотношении компонентов, вес.%: Магнезит спеченный 34-40 Песок кварцевый10-17 Синтетический шлак типа флюса АНФ-6 28-36 Волластонит 4-8 Феррохром 1,5-5,8 Ферромарганец 2,5-3,5 Алюминиевый порошок 1,0-2,2 Ферротитан 0,3-0,6 Силикокальций 0,1-0,3.

Использование: механизированная дуговая наплавка различных быстроизнашивающихся деталей машин и механизмов. Сущность: керамический флюс содержит магнезит, кварцевый песок, феррохром, ферромарганец, ферротитан, алюминиевый порошок, силикокальций, волластонит и синтетический шлак, состоящий из 2/3 , CdFa и 1/3 А1аОз, при следующем соотношении компонентов, мас.%; магнезит спеченный 34-40, кварцевый песок 10-17, синтетический шлак типа флюса АНФ-6 28- 36, синтетический шлак типа волластонита 4-8, феррохром 1,5-5,8, ферромарганец 2,5-3,5, алюминиевый порошок 1,0-2,2, ферротитан 0,3-0,6, силикокальций 0,1-0,3. 3 табл.

20

Таблица 1

Таблица 2

Продолжение табл. 2

Таблиц 3