FI62008C

FI62008C - SHOPPING SHEETS AND FURNISHINGS FOR SAFETY ATTACHMENT

Info

Publication number: FI62008C
Application number: FI761952A
Authority: FI
Inventors: Frederick Nicholson
Original assignee: Esab Ab
Priority date: 1975-07-10
Filing date: 1976-07-05
Publication date: 1982-11-10
Also published as: JPS5224143A; DE2629744B2; NO139179C; DE2629744C3; NO139179B; GB1488109A; CA1065652A; SE7507899L; ES449709A1; DK144660C; BR7604508A; AU504186B2; FR2317367B1; IT1062455B; DE2629744A1; FR2317367A1; ZA763932B; DK313476A; SE393550B; AU1549576A

Description

RSfTI ΓβΊ ««KWULUTUejUtKAlSU ^ΟΠΛο jgTi» l J utlAgcninosskiiift 62008 C (45) Patentti myönnetty 10 11 1932 ifiFfeTe Patent meddelat V τ ^ (51) K*.Hi.3/iM.ct3 B 23 K 35/30 SUOMI—FINLAND (21) Nwm«wkemw—F*wtwieki*i| 761952 (22) Hak*mHf«»I —Ai»eknln|*d^ 05.07.76 ' ' (23) Alkupllvft—GIWghatKiac 05.07.76 (41) Tullut (ulklMkal — WMt offandlg ^ —mu·). r.umrlh.llltu. (+ηΝ»α«Μ^«.μι™ικ,ιι»»^»._RSfTI ΓβΊ «« KWULUTUejUtKAlSU ^ ΟΠΛο jgTi »l J utlAgcninosskiiift 62008 C (45) Patentti myönnetty 10 11 1932 ifiFfeTe Patent issued V τ ^ (51) K * .Hi.3 / iM.ct3 B 23 K 35/30 SUOMI (21) Nwm «wkemw — F * wtwieki * i | 761952 (22) Hak * mHf «» I —Ai »eknln | * d ^ 05.07.76 '' (23) Alkupllvft — GIWghatKiac 05.07.76 (41) Tullut (ulklMkal - WMt offandlg ^ —mu ·). r.umrlh.llltu. (+ ΗΝ »α« Μ ^ «. Μι ™ ικ, ιι» »^» ._

Patent- och ragifteratyraiMn Aiwekan utla|d och utl.tkrtfwn pubtinrad 3Q g2 (32)(33)(31) ^aejr «tu<Xk*j*—a«jinJ priority 10 0γ. 75Patent and patent litigation Aiwekan lent out and lent puberty line 3Q g2 (32) (33) (31) ^ aejr «tu <Xk * j * —a« jinJ priority 10 0γ. 75

Ruotsi-Sverige(SE) 7507899~8 (71) Esab Aktiebolag, Herkulesgatan 72, Fack U02 70 Göteborg, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Frederick Nicholson, Floda, Ruotsi-Sverige(SE) (7*0 Oy Heinänen Ab (5**) Pasvetsad beläggning pa ett varmformningsverktyg och sätt att fram-stalla denna - Päällehitsattu päällyste kuumamuokkaustyökalussa ja menetelmä tämän valmistamiseksiRuotsi-Sweden (SE) 7507899 ~ 8 (71) Esab Aktiebolag, Herkulesgatan 72, Box U02 70 Gothenburg, Ruotsi-Sweden (SE) (72) Frederick Nicholson, Floda, Ruotsi-Sweden (SE) (7 * 0 Oy Heinänen Ab (5 **) Welded coating on a hot forming tool and method of making it - Päällehitsattu päällyste kuumamuokkaustyökalussa ja menelelmä tämän valmistamisexi

Uppfinningen avser en päsvetsad beläggning pä ett varmformningsverktyg, särskilt pä en vals för varmva1 sning, vilken beläggning bestär av en stä1legering, som jämte krom, koi, kisel och mangan innehäller minst en stark karbidbi1 dare.The invention relates to a welded coating on a hot forming tool, in particular to a hot welding roller, which coating consists of a steel alloy which contains at least one strong carbide extender, as well as chromium, koi, silicon and manganese.

Beläggningar av denna typ är kända och förekommer i mänga varianter. Som exempel kan anges följande ur tidskriftslitteraturen hämtade sammansättningar av päsvetsade beläggningar pä valsar för varmva Is verk:Coatings of this type are known and occur in many variants. By way of example, the following can be seen from the journal literature obtained from compositions of welded coatings on rolls for hot ice works:

Exempel nr: 1 234 C, % 0,22 1,10 0,05 0,08Example No.: 1,234 C,% 0.22 1.10 0.05 0.08

Si, % 1,0 1,25 0,30 0,55Si,% 1.0 1.25 0.30 0.55

Mn, % 0,5 1,10 1,50 0,30Mn,% 0.5 1.10 1.50 0.30

Cr, % 5,0 7,70 4,80 2,5Cr,% 5.0 7.70 4.80 2.5

Mo, % 1.1 1,00 0,63 1,0 V, % 0,3 W, % - 1,60Mo,% 1.1 1.00 0.63 1.0 V,% 0.3 W,% - 1.60

Fe, % resten resten resten resten 620C3 2Fe,% residue residue residue residue 620C3 2

Av dessa päsvetslegeringar har nr 2 i och för sig den bästa slitstyrkan, men har ocksä en stark benägenhet att bilda varm-spricknr (stelningssprickor) och kan därför i praktiken endast användas för sAdana ändamäl, där varmsprickor i det päsvetsade skiktet kunna tolereras, alltsä t.ex. vid rullbanevalsar och andra för relativt läga arbetstryck utsatta valsar. Päsvetslegeringar enligt exemplen 1, 3 och 4 och andra, likartade legeringar är mindre sprickkäns1iga och ha parktiskt använts sora beläggnings-material för arbetsvalsar i varmvalsverk, d v s sadana valsar, som skola utföra ett valsningsarbete. De pä senare är allt mera stegrade kostnaderna för päsvetsningen har emellertid försämrat de ekonomiska förutsättningarna för användning av päsvetsade beläggningar. Den slitstyrka eller livslängd, som kan uppnas med de kända päsvetslegeringarna, visar sig därför i mänga fall icke tillräcklig för att motivera användning av päsvetsning för reparation eller nyti 11verkning av arbetsvalsar för varmvalsverk.Of these paper weld alloys, No. 2 in itself has the best wear resistance, but also has a strong tendency to form hot crack (solidification cracks) and can therefore in practice only be used for such purposes, where hot cracks in the paper welded layer can be tolerated, ie .ex. for roller conveyor rollers and other relatively low working pressure exposed rollers. Paste welding alloys according to Examples 1, 3 and 4 and other similar alloys are less crack sensitive and have used park coating materials for working rolls in hot rolling mills, ie such rolls, which will perform a rolling work. However, the latter are increasingly rising costs for the welding coating have deteriorated the economic conditions for the use of welding coatings. Therefore, in many cases, the wear resistance or service life which can be obtained with the known paper welding alloys does not prove sufficient to justify the use of paper welding for repair or use of working rolls for hot rolling mills.

Uppfinningen har tili syfte att ästadkomma en förbättrad beläggning av den inledningsvis angivna typen, som med ringa benägenhet för svetssprickor förenar en överlägsen slitstyrka eller livslängd.The invention has for its object to provide an improved coating of the type mentioned initially, which, with a slight tendency for weld cracks, joins a superior wear resistance or service life.

Den nya beläggningen enligt uppfinningen utmärker sig därigenom, att den ätminstone i beläggningens ytskikt innehäller 4,0 - 6,5 % krom, 0,55 - 2,0 % koi, 2,5 - 15 % niob och 0 - 1,5 % andra starka karbidbildare än niob, varvid koi- och niobhalterna stä i den relation till varandra, som anges av den skuggade ytan i diagrammet pä bifegade ritning, och resten i huvudsak bestär av järn med eller utan vanliga föroreningar.The new coating according to the invention is characterized in that it contains at least in the surface layer of the coating 4.0 - 6.5% chromium, 0.55 - 2.0% koi, 2.5 - 15% niobium and 0 - 1.5% other strong carbide formers than niobium, wherein the koi and niobium contents lie in the relation to each other indicated by the shaded surface in the diagram of the attached drawing, and the remainder mainly consists of iron with or without ordinary contaminants.

Uppfinningen omfattar ocksä ett sätt att pä ett varmformningsverk-tyg, t.ex. en vals, av stäl med en sammansättning avvikande frän den i för'egäende stycke angivna framställa en beläggning enligt uppfinningen, vilket sätt utmärker sig därigenom, att p<3 varmform-n i ngsve r-ktyge t genom gas- och/eller f lussmedelsskyddad elektrisk bägsvetsning med smältbar elektrod nedlägges en ställegering med den i föregäende stycke angivna sammansättningen och att till-räokligt mänga (minst tvä) skikt nedlägges ovanpä varandra för att bringa ytskiktets sammansättning att överensstämma med den i föregäende stycke angivna.The invention also encompasses a method of mounting a hot forming tool, e.g. a roll, of frames having a composition different from the preceding paragraph, prepared a coating according to the invention, which is characterized in that the p <3 hot shape in the fabric of the gas by gas and / or flux protected electric cup welding with fusible electrode, a setting alloy with the composition specified in the preceding paragraph is deposited and sufficiently (at least two) layers are laid on top of each other to bring the composition of the surface layer into conformity with the preceding paragraph.

Beläggn i ngsma t.erialet enligt uppfinningen uppvisar trots sin rela- 3 62008 tivt höga kolhalt en hög grad av säkerhet mot uppträdande av varmsprickor vid svetsningen. Denna fördel kan förklaras som en verkan av denenligt uppfinningen föreskrivna, efter kolhalten avpassade niobhalten i legeringen. Företagna under-sökningar har visat, att nioben binder en väsentlig del av det i legeringen ingäende kolet som niobkarbid, vilken bildar lameller ingäende i ett niobkarbid-ferrit-eutektikum. Bildningen av detta eutektikum äger rum pä ett tidigt stadium av stelnandet ooh förhindrar därigenom den segring av kolrik smälta, som är en förutsättning för uppkomst av varmsprickor. Beläggningen uppvisar en för användningsomrädet tillräcklig härdhet, häll-fasthet ooh seghet ooh en utomordentligt god slitstyrka och livslängd. Den lämpar sig därigenom även för sädana arbetsvalsar, som ha att upptaga mycket svära päkänningar, t.ex. valsar i götvalsverk for grova göt av läglegerat stäl.Despite the relatively high carbon content, the coating in accordance with the invention exhibits a high degree of safety against the occurrence of hot cracks during welding. This advantage can be explained as an effect of the niobium content of the alloy in accordance with the invention prescribed by the carbon content. Investigations have shown that the niobium binds a substantial portion of the carbon contained in the alloy as niobium carbide, which forms lamellae contained in a niobium carbide ferrite eutectic. The formation of this eutectic takes place at an early stage of solidification and thus prevents the segregation of carbon rich melt, which is a prerequisite for the formation of hot cracks. The coating exhibits a sufficient hardness, pour strength and toughness, as well as an extremely good wear resistance and durability. It is thus also suitable for such working rolls, which have to take up very severe point stresses, e.g. rolls in ingot rolling mill for coarse ingots of low alloy steel.

0m kolhalten i det grundmateriä 1, pä vilket en beläggning enligt upp' i. nni ngen skall anbringas, ej överstiger 0,4 %, kan beläggningen päsvetsas direkt pä grundmaterialet. Vid kolhalter överstigande 0,4 % i grundmaterialet kan en päsvetsning av beläggningen direkt pä grundmaterialet medföra risk för varmsprickor i det först pälagda skiktet av beläggningen pä grund av att niobhalten i detta blir otillräcklig för omhändertagande av den genom ko1 ti 1lförseIn frän det. uppsmälta grundmaterialet stegrade kolhalten i skiktet.0m of the carbon content of the base material 1, to which a coating according to the invention is to be applied, does not exceed 0.4%, the coating can be welded directly to the base material. At carbon contents in excess of 0.4% of the base material, a welding of the coating directly onto the base material may pose a risk of hot cracks in the first layer of coating because the niobium content thereof will be insufficient to handle it through the coal supply. the molten base material increased the carbon content of the layer.

Det är därför i sädana fall lämpligt att pä verktygets (valsens) arbetsyta först anbringa ett mellanskikt genom att pä verktyget medelst gas- eller f1ussmedelsskyddad elektrisk bägsvetsning med smältbar elektrod nedlägga ett legerat eller olegerat stäl med en kolhalt av högst omkring 0,2 %, företrädesvis omkring 0,1 %.It is therefore appropriate in such cases to first apply an intermediate layer to the working surface of the tool (roller) by depositing on the tool a gas or flux protected electric cup welding with a meltable electrode, an alloy or alloy base having a carbon content of not more than about 0.2%, preferably about 0.1%.

Sagda stäl kan t.ex. vara ett olegerat eller läglegerat stal med, fränsett den lägre kolhalten, samma eller ungefär samma samman-sättning som grundmaterialet. Vid en särskilt fördelaktig utförings-form av sättet enligt uppfinningen ästadkommes emellertid mellan-skiktet genom nedläggning av en ställegering innehällande omkring 0,1 % koi, 5 - 6 % krom, 3 - 3,5 % niob, eventuellt molybden i en mängd av högst 1,5 % och resten huvudsakligen järn med eller utan vanliga föroreningar.Said place can e.g. be an unalloyed or low-alloy steel having, with the exception of the lower carbon content, the same or approximately the same composition as the base material. However, in a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention, the intermediate layer is obtained by depositing a site alloy containing about 0.1% koi, 5 - 6% chromium, 3 - 3.5% niobium, optionally molybdenum in an amount of at most 1.5% and the remainder mainly iron with or without ordinary contaminants.

De smältbara elektrorier, son; användas för päsvetsningen av belägg-ningnn enligt. uppfinningen, kunna ber;t.°i au en träd eller ett band 4 62008 av en ställegering med i huvudsak samma sammansättning som den, som skall nedläggas, med de justeringar, som betingas av de olika utbytesvärdena eller* oxidationsförlusterna för de enskilda in-gäende elementen vid svetsningen. Eftersom dessa legeringar aro svära att bearbeta genom valsning eller dragning, är det emeller-tid i praktiken lämpligare att använda en elektrod av den typ, som har en stomme av olegerat eller läglegerat stäl och en utefter stommen fördelad, pulverformig legeringsti1Isats sä avpassad, att vid elektrodens avsmältning stommen och legerings-tillsatsen i förening bilda en nedlagd legering med den önskade sammansättningen. Stommen kan därvid ρέ känt sätt vara utförd antingen som en rörformig mantel, som omsluter en fyllning av legeringsti1lsatserna eller som en massiv stav eller träd, som omslutes av ett hölje, som innehäller legeringsti1lsatserna och i regel även flussmedelstillsatser.The digestible electrons, son; used for the welding of coating according to. the invention, being able to ask for a tree or band 4 62008 of a site alloy having substantially the same composition as the one to be discontinued, with the adjustments conditioned by the various exchange values or oxidation losses for the individual units. yawing elements at the welding. However, since these alloys are difficult to process by rolling or drawing, it is, however, more practical in practice to use an electrode of the type having a body of non-alloy or alloy alloy and a powdery alloy composition distributed along the body so that the melting of the electrode body and the alloy additive together form a deposited alloy of the desired composition. The body can then, in known manner, be made either as a tubular sheath, which encloses a filling of the alloy steel additives or as a solid rod or tree, enclosed by a housing containing the alloy steel additives and usually also flux additives.

Beläggningsmaterialet enligt uppfinningen kan med avseende pä kolhalter uppdelas i tre grupper, som uppvisar olika metallurgiska strukturer.The coating material of the invention can be divided into three groups having different metallurgical structures with respect to carbon contents.

Grupp Kolhalt Struktur 1 0,55 - 0,8 % martensitisk/bainitis k 2 0,8 - 1,2 % övervägande martensitisk 3 1,2 - 2,0 % ferritiskGroup Carbon content Structure 1 0.55 - 0.8% martensitic / bainitis k 0.8 - 1.2% predominantly martensitic 3 1.2 - 2.0% ferritic

Ett exempel frän varje grupp kommer nu närmare att beskrivas.An example from each group will now be described in more detail.

Exempel IExample I

C 0,65 - 0.7 %C 0.65 - 0.7%

Si 0.5 - 1,0 %Si 0.5 - 1.0%

Mn 0.75 - 1,25 %Mn 0.75 - 1.25%

Cr 4,0 - 6,0 %Cr 4.0 - 6.0%

Nb 3,2 - 4,0 %Nb 3.2 - 4.0%

Mo 1,0 - 1,25 %Mo 1.0 - 1.25%

Fe rest med eller utan vanliga föroreningar, däribland svavel högst 0,04 % och fosfor högst 0,04 %.Fe traveled with or without common pollutants, including sulfur not exceeding 0.04% and phosphorus not exceeding 0.04%.

PSsvetsgods av denna samransattning har en VickershSrdhHt mu lian s 62008 300 och 600 Hv. Fig. 2 visar ett typiskt anlöpningsdiagram. För nägra sammansättningar, som ligger inom ramen av det genom exemplet I angivna gränserna,. kan vid en anlöpningstemperatur pä ca. 500° C ett sekundärt härdhetsmaximum uppträda.PS welding goods of this composition have a VickershSrdhHt mullion s 62008 300 and 600 Hv. Fig. 2 shows a typical inlet diagram. For some compositions which are within the limits set by Example I. at a tempering temperature of approx. 500 ° C a secondary hardness maximum occur.

Exempel IIExample II

C 1,0-1.2%C 1.0-1.2%

Si 2.0 - 2,5 %Si 2.0 - 2.5%

Mn 2,0 - 2,5 %Mn 2.0 - 2.5%

Cr 4,0 - 6,0 %Cr 4.0 - 6.0%

Nb 8,0 - 9,0 %Nb 8.0 - 9.0%

Mo 0,9-1,1%Mo 0.9-1.1%

Fe rest med eller utan vanliga föroreningar.Fe traveled with or without common pollution.

Päsvetsgods med denna sammansättning har en härdhet mellan 300 och 550 Hv. Fig. 3 visar ett anlöpningsdiagram för ett päsvetsgods enligt detta exempel.Plastic wax with this composition has a hardness between 300 and 550 Hv. Fig. 3 shows an inlet diagram for a piece of waffle material according to this example.

Exempel IIIExample III

C 1,5 - 1,7 %C 1.5 - 1.7%

Si 2,75 - 3,25 % (In 2,0 - 2.5 %Si 2.75 - 3.25% (In 2.0 - 2.5%

Cr 4,0 - 5,0 %Cr 4.0 - 5.0%

Nb 11,5 -12,5%Nb 11.5 -12.5%

Mo- 0,7 -1,0%Mo 0.7 - 1.0%

Härdheten hos ett päsvetsgods inom ramen av de ovan angivna gränserna liggei· mellan 340 tili 380 Hv. Fig 4. visar ett typiskt anlöpningsdiagram.The hardness of a paste wax within the limits set out above is between 340 to 380 Hv. Fig. 4 shows a typical inlet diagram.

Alla de anförda exemplen har framgängsrikt använts som päsvetsgods pä arbetsvalsar· för varmvalsni ng. Före päsvetsningen uppvärmdes valoon, som akulle förses med ett slitskikt, tili en temperatur mellan 400 och 500° C och hölls vid denna temperatur under hela svnLsoporationen. Vainen iuterndes och ett svetshuvud för pulver- 6 62008 bAgsvetsning fördes i längsam takt axiellt utmed valaen, varigenom svetssträngen nedlades spiralformigt och tätt runt röret. Atminstone tvä, i regel tre skikt nedlades p<§ varandra. Strömstyrkan av svets-strömmen var mellan 300 och 1200 A. Vid högre svetsströmmar användes tvillingelektroder, dvs ett par elektroder, som arbetade pä det gemensamma svetsbadet.All the examples cited have been successfully used as grease welding on working rolls · for hot rolling. Prior to the welding process, the valoon, which was supplied with a wear layer, was heated to a temperature between 400 and 500 ° C and maintained at this temperature throughout the swelling operation. The weld was extruded and a welding head for powder arc welding was slowly axially passed along the vala, whereby the welding string was lowered spirally and tightly around the tube. At least two, usually three layers are downloaded to each other. The current of the welding current was between 300 and 1200 A. At higher welding currents, twin electrodes were used, ie a pair of electrodes, which worked on the common welding bath.

Uppfinningen är inte begränsad tili de här angivna svetsbetingelser-na, som endast anförts som exempel.The invention is not limited to the welding conditions stated herein, which are given by way of example only.

Claims

1. A welded coating in a hot forming tool, in particular a hot rolling roll, which coating consists of a steel alloy containing at least one strong carbide former in addition to iron, carbon, silicon, manganese and chromium, characterized in that the steel alloy contains at least 6 coatings. .5% of chromium, 0,55 to 2,0% of carbon, 2,5 to 15% of niobium and 0 to 1,5% of strong carbide-forming agents other than niobium, the carbon and niobium contents being in the ratio shown by the shaded surface in the diagram of the accompanying drawing, and the residue consists mainly of iron, with or without the presence of ordinary impurities.

Welded coating according to Claim 1, characterized in that it contains 0.6 to 1.5% of molybdenum.

Welded coating according to Claim 1 or 2, characterized in that its silicon content increases by 1 to 2 times the carbon content.

Welded coating according to one of Claims 1 to 3, characterized in that it has a manganese content of between 1 and 2%.

A method of producing a coating according to claim 1 on a steel heat treatment tool having a composition different from that defined in claim 1, characterized in that a gas and / or flux-protected electric arc welding with a fusible electrode, a steel alloy, is applied to the heat treatment tool. is a composition as defined in claim 1, and that a sufficient number (at least two) of layers are applied on top of each other to bring the composition of the surface layer into line with that defined in claim 1.

A method according to claim 5 for applying a coating to a steel heat forming tool having a carbon content exceeding 0.4%, characterized in that an intermediate layer is first applied to the tool by applying a gas or flux protected electric arc welding with a fusible electrode, alloyed or alloy hii 1 ipi tn i mouth is at most about 0.2%, preferably about 0.1%.