DE1869235U

DE1869235U - Umhuellter schweissstab zum herstellen harter, zaeher, verschleissfester auftragschweissungen aus stahl.

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Publication number: DE1869235U
Application number: DE1962W0029523
Authority: DE
Original assignee: WESTFAELISCHE UNION AG
Current assignee: WESTFAELISCHE UNION AG
Priority date: 1962-12-15
Filing date: 1962-12-15
Publication date: 1963-03-21

Description

'r ύ

Westfälische Union
Aktiengesellschaft für
Eisen- u. DrahtIndustrie

H a m m ( Westfalen) 12.12.1962

Schwei-ßzusatzwerkstoffe für harte, zähe und

Der Widerstand eines Stahlkörpers gegenüber reibendem Verschleißangriff, sein Verschleißverhalten, ist von einer Reihe von Faktoren abhängig. Neben der Härte sind z.B. ffefügeaufbau, Kalthärtbarkeit, Korngröße und Zähigkeit von Bedeutung. Einige dieser Eigenschaften sind schwierig gleichzeitig zu erreichen; so sind z_oB. Härte und Zähigkeit eines Werkstoffes zumeist gegenläufige Eigenschaften, so daß die Zähigkeit umso geringer ist, je größer die Härte ist«

Bei den Auftragschweißwerkstoffen aus Stahl ist ein zäher Auftragswerkstoff mit etwa 0,4 $ C, 3 1° Si und 9 $> Or bekannt, der bei mar tens it is ehern G-efüge bei reibender und schlagartiger Beanspruchung gegen Verschleiß sehr widerstandsfähig ist. Auftragschweißungen mit Drähten aus einem Stahl mit etwa 0,3 - 0,5 1° C, 2,9 - 3,5 # Si und 8 - 11 fo Cr ergeben Schichten mit Härten von 55 bis 60 RO. Diese Werkstoffe erfordern einen verhältnismäßig hohen Aufwand an iegierungsstoff en.

Es sind ferner Auftragschweißwerkstoffe bekannt aus Stählen mit 0,5 - 0,8 io C, 3 - 5 $ Si, 1,5 - 2,5 f° Or und 0 - 3,5 ^cß> Mangan und/oder Nickel. Das Verhältnis von Härte, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit befriedigt jedoch noch nicht alle Anforderungen,,

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, als Auftragschweißwerkstoff einen Stahl zur Verfügung zu stellen, welcher in hervorragendem Maße Härte, Zähigkeit und Verschleiß-62/1214 . festigkeit und damit besondere Widerstandsfähigkeit gegen Fl/Gr Reibverschleiß und stoßartige Beanspruchungen mit sich bringt.

— 2 —

für die !lösung dieser Aufgabe scheint eine neue Erkenntnis Ton Bedeutung zu sein,, daß nämlich ein gleichzeitig hoher G-ehalt an Kohlenstoff und Silizium und ein vergleichsweise niedriger G-ehalt an Chrom und anderen starken Karbidbildnern für die günstige Kombination der erwünschten Eigenschaften sorgt·

Gemäß der Feuerung soll das diese Eigenschaften aufweisende ■A-uftragsehweißgut eine Zusammensetzung von etwa

0,8	— I f0 ι	ί 0
0,9	_ -ζ η c	& Si
0,6	_ 1 % ^c — I ,p /	S Or
0,2	- 1,0 $	i ISh
0,0	- 0,8 ?	6 Mo
0,0	- 0,3 $	£ Ti
0,0	- 1,8 ?	i Hi und
Rest	Eisen

haben·

Bei diesem Auftragsehweiß gut genügt im allgemeinen luftabkühlung nach dem Schweißen, zumal dabei auch der wärmeableitende Grundwerkstoff eine Rolle spielt. In lallen, in denen, ζ·Β· wegen der spangebenden Bearbeitung, eine Glühung des Schweißwerkstoffes stattfindet, ist bei nachfolgender Härtung meist ein schroffer wirkendes Abschreckmittel, insbesondere Öl, anzuwenden·

Die angestrebte Zusammensetzung des Auftragschweiß gutes kann mit umhüllten Elektroden im offenen lichtbogen verwirklicht werden· Die den Gegenstand der Neuerung bildenden Schweißelektroden bestehen aus umhüllten Drähten, wobei die Drähte die geforderten Legierungsbestandteile nicht oder in geringeren Mengen enthalten, dafür aber eine Umhüllung tragen, welche die fehlenden legierungsbestandteile während des Sehweißens liefert. Torzugsweise wird ein unlegierter Draht

verwendet mit etwa

0,05 - 0,25 $> Kohlenstoff 0,00 - 0,20 i» Silizium 0,25 - 0,70 fo Mangan weniger als 0,030 $> Phosphor ¹¹ « 0,030 io Schwefel Rest Eisen

und mit einer Umhüllung, welche

10 - 35 Gewichtsteile Plußspat 17 - 8 » Graphit

60 - 35 " IeSi 45 $

13 - 7 " Ferro chrom mit

60 - 70 io Gr

3 - 10 " Eutil, sowie ggf.

15 - 3 " Perrotitan 30 $

40 - 2 ^M Stahlpulver mit

0,05 - 1,0 io

8 - 5 " FeMo 60 fi Mo

1 - 6 " Fiedelmetall

enthält»

Bevorzugt wird ein Schweißgut mit etwa

0,95 - 1,2 io Kohlenstoff

2,3 - 2,9 io Silizium

0,8 - 1,3 i° Chrom und

0,35 - 0,5o io Mangan

hergestellt·

Die Höhe der aufgetragenen Ter s chi eiß schicht en nach Iiuftahkühlung, geprüft nach DIH 8555» betrug 780 "bis 830 HV "bzw. über 62 R/G. Die Zähigkeit war ebenfalls besonders hoch. Die auf eine 15 mm dicke HI- Stahlplatte in einer 10 mm breiten

und 8 mm tiefen Fat in drei lagen aufgeschweißte Schicht zeigte etwa die gleiche Yerformungsfähigkeit bis zum 1. Riß wie eine als "besonders zäh bekannte weichere Auftrags schweißte^ mit etwa

0,4 $> G

3,0 1o Si j

9,0 io Or !

gleicher ~Lcke und nach gleichem Verfahren geprüft. Der Biegedorndurchmesser betrug in allen lallen 15 mm. Aus diesem Yersuch geht hervor, daß die Zähigkeit der niedrig legierten Schweiße ebenso gut ist wie die der höher legierten weicheren Schweiße. Der Widerstand gegen Reibversehleiß im trockenen und nassen Zustand war groß· Es wurde eine Steigerung der Standzeiten gegenüber trockener und nasser Reibung bis zu ; mehr als 50 $> für das niedriglegierte Auftragschweißgut ermittelt.

Durch einen höheren Siliziumgehalt bei geringerem Chromgehalt nimmt die Härte im Sehweißgut zu. So hatte ein Sehweißgut mit 0,99 fo CL, 2,9 # Si, 0,83 $> Or und 0,35 f° Mn eine Härte von 65 R/ö, ein Schweißgut mit 0,98 $> O₉ 2,3 $> Silizium und 2,4 $> Chrom und 0,50 $> In eine Härte von 61 R/C.

Zusätze von Titan zum Draht in Mengen bis 0,3 $ ergaben Härtesteigerungen um 2 HRc. litankarbide sind neben Titannitriden zugegen. Zusätze bis zu 0,8 $ Mo erhöhen die Widerstandsfähigkeit der aufgeschweißten Sdieht gegenüber schoekartigen Einflüssen. G-ehalte bis zu 2 i» Iiekel ergaben nach einer Härtung des Schweißgutes von 880 - 830° ö in Öl Härten von mehr als 64 RG.

In den Sehweißen, die nicht durch aufgeschmolzenen Grundwerkstoff verändert sind, sondern das unbeeinflußte Sehweißgut wiedergeben, wurden Ledeburit und Martensit als G-efügeb es tandteile gefunden. Der Ledeburit-Anteil wird bei den Gr-ärmeren Schweißen kleiner, obwohl die Härten der Schweißen ansteigen.

Hier macht sich der härtende Einfluß des Si-G-ehaltes bei Gehalten τοη 0,9 bis 3,0 fo bemerkbar.

Mit einer kalkbasisch umhüllten Elektrode von 4 MQ Kerndrahtdurchmesser bei einem Kerndraht von

1,45	fo	ö
3,2	fo	Si
0,10	fo	Mo.
1,3	fo	Or

und einer Hülle, bestehend aus Flußspat, Rutil, Ferrotitan, Ferromangan und FerroSilizium, wurde ein Schweißgut von

0,88 5
2,37 5
0,43 $
1,17 ?
0,15 3
fo ö
i Si
ί Mh
i Or

erhalten. Dieses hatte eine mittlere Härte von 63 HRe in der oberen dritten Schicht, geprüft nach DII 8555.

Die Elektrode schweißt sowohl am Gleichstrom als auch am Wechselstrom.

Die Abschmelzleistung einer Elektrode wird durch zwei Paktoren, nämlich dem elektrischen Widerstand ihres Kerndrahtes und dem metallischen Ausbringen der Elektrode, bestimmt. Je geringer der elektrische Widerstand des Kerndrahtes ist, umso mehr kann derselbe mit elektrischem Strom belastet werden. Unlegierte Kerndrähte haben geringere elektrische Widerstände als legierte. Deshalb sollen bei Elektroden mit hohen Abschmelzleistungen mögliehst unlegierte Drähte gebraucht werden. Das metallische Ausbringen der Elektrode wird dadurch erhöht, daß ihrer Umhüllung die legierenden Metalle zugeführt werden. Diese Mengen können so reguliert werden, daß das

metallische Ausbringen gegenüber dem angeschmolzenen Kerndraht bis zu seinem doppelten Betrag erhöht wird.

Eine Elektrode mit

0,08 i» G

0,00 fo Si

0,48 i In

0,018 <fo S

0,020 io P

als Kerndraht und einer Hülle, bestehend aus

28 G-ewichtsteilen Ca3?₂

12 " Graphit

42 " le Si 45 ί°

4 " Ferrotitan 30 <fo

3 " Eutil

7 " Ferro chrom 65 i° Or, 1 $> Q

4 " Stahlpulver mit 0,6 $ ö,

(ils Bindemittel diente Kali-Wasserglas. Die Umhüllungsdicke betrug 1,35 x d, wobei der Kerndrahtdurchmesser gleich d ist.) am Pluspol des Gleichstromes verschweißt, ergab· ein Schweißgut

0,97 fo 0

2,95 ίο Si

0,46 1o Mn

0,83 1° Gr

0,17 1o Ti.

Das metallische Ausbringen der Elektrode betrug 108 fo des abgeschmolzenen Kerndrahtgewichtes.

Die Härte der aufgetragenen Schichten war in der dritten lage 65 HRe. Die Schweiße hat ein martensitisch.es Feingefüge mit Ledeburit und Sonderkarbiden.

Über 2/3 des Hüllengewichtes wurden zu Sehweißmetall verbraucht. Die Anteile der sieh "bildenden Schlacken sind gering. Die sieh zu Schweißgut verbrauchenden Umhüllungsstoffe stellen ferner einen Fortschritt der Elektrode

Elektrode mit einem metallischen Ausbringen von 168 ergab ein Sehweißgut von

1,2 fo

2,8 ic

0,57 i

0,98 io

1,2 i

0,3 i

< G

ί Si

Ί Mn

■ Gr

> Ii

■ Mo.

Dieses hatte naeh einer Abkühlung in bewegter Luft eine Härte von 62 - 64 ROj wurde dasselbe bei 870° 0 in Öl gehärtet, ergab sieh eine Härte von über 64 RO. Gemessen wurden Werte von 65 und 66 RG.

In der Zeichnung ist eine umhüllte Schweißelektrode gemäß der Heuerung dargestellt, und zwar ist der Stahlkern mit 1 und die Umhüllung mit 2 bezeichnet.

Schutzansprueh:

— 8 —

Claims

]ή 7Π1-1^ ίο

Schutzansprueh:

UmMiIIt er Schweiß stab zum Herstellen harter, .2äher, verschleißfester Auftragschweißungen aus Stahl mit einer Zusammensetzung des Auftragschweißgutes von etwa

0,8 - 1,5 fo Kohlenstoff 0,9 - 3,0 fo Silizium 0,6 - 1,5 fo Chrom 0,1 - 1,0 fo Mangan 0,0 - 0,8 fo Molybdän 0,0 - 0,3 fo Titan 0,0 - 1,8 fo lickel

Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen,

dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndraht die geforderten Legierungsbestandteile nicht oder in geringeren Mengen enthält, aber eine Umhüllung trägt, welche die fehlenden legierungsbestandteil e liefert, wobei der Kerndraht vorzugsweise aus unlegiertem Stahl mit etwa

0,05 - 0,25 fo Kohlenstoff 0,00 - 0,20 fo Silizium 0,25 - 0,70 fo Mangan weniger als 0,030 fo Phosphor ¹¹ " 0,030 fo Schwefel Rest Eisen

besteht und die Umhüllung

10 - 35 ©ewichtsteile Flußspat 17 - 8 " Graphit

60 - 35 " FeSi 45 $>

13 - 7 " Ferro chrom mit

60 - 70 fo Cr

3 - 10 " Rutil, sowie ggf·

15 - 3 " Ferrotitan 30 fo

40 - 2 &ewichtsteile Stahlpulver mit
0,05 - 1 £ 0 8 - 5 It felo 60 ^ Mo 1 - β 1! Ni edelmetall enthält.