JPS62501486A

JPS62501486A - 電気ア−ク肉盛り用電極

Info

Publication number: JPS62501486A
Application number: JP50154985A
Authority: JP
Inventors: ゴルペンユク　ニコライ　アントノビチ; コズロフ　セメン　ボリソビチ; ボガチエフ　ブラデイミル　セメノビチ; ゴルペンユク　バレンテイン　ニコラエビチ; ゴルペンユク　ボリス　ニコラエビチ
Priority date: 1985-01-17
Filing date: 1985-01-17
Publication date: 1987-06-18
Also published as: SE8603616L; WO1986004283A1; SE452420B; ATA905685A; SE8603616D0; BR8507158A; DE3590717T1; AT385701B

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】電気アーク肉盛り用電極技術分野本発明は肉盛り材に関し、更に詳しくは電気アーク肉盛り用電極に関する。

背景技術ソビエト連邦において公知の同一目的用の電極の１つは、低炭素鋼棒と被覆材とから成り、該被覆材が大理石、はたる石、フェロモリブデン、フェロバナジウム、フェロチタン、フェロシリコン、フェロマンガン、ニッケル、およびグラファイトを下記の比率（重量％）で含有する。すなわち、大理石　３０．０〜５０．０はたる石　２７．０〜４７．０フエロモリブデン　２．０〜３°Ｏフエロバナジウム　０〜１．０フエロチタン　５．０〜ｉｏ、。

フェロシリコン　２．０〜４．０フエロマンガン　２．０〜４．０ニツケル　２．０〜３．０グラフプイト　０．５〜１である（ソビエト連邦発明者証第２０２３８８号、国際特許分類Ｂ２３Ｋ　３５／３６．１４’０９’６７）　。

電極被覆材中にフェロクロムが存在せず、また、フェロモリブデン（２〜３％）およびフェロバナジウム（０〜１％）の含有量が不十分なため、肉盛り金属にクロムを合金することができず、モリブデンおよびバナジウムの含有量も少ない。

その結果、肉盛り金属の耐熱性と耐摩耗性が不十分である。

発明の開示本発明の目的は、被覆材の定性的および定量的組成が高い耐熱性と高い耐摩耗性とを有する肉盛り金属の形成を確保する電気アーク肉盛り溶接用電極を提供することである。

この目的は、低炭素鋼棒と被覆材とから成り、該被覆材が大理石、はたる石、フェロモリブデン、フェロバナジウム、フェロチタン、フェロシリコン、フェロマンガン、およびグラファイトを含有する、電気アーク肉盛り溶接用電極において、該被覆材が上記含有成分と共にフェロクロムを含有し且つ重量％で下記の組成：大理石　３０〜４０はたる石　２０〜３０フエロモリブデン　８〜１２フエロバナジウム　４〜６フエロチタン　６〜１０フエロシリコン　４〜８フエロマンガン　２〜５フェロクロム　８〜１２グラフアイト　０．５〜１．０を有する、本発明の電気ア・−り肉盛り溶接用電極によ、って達成される。

フェロクロＪ、中に汽有されるクロムを肉盛り金属りこ合金することによって、フェライトの焼入れ硬化を確保し■１一つ、特にモリブデンおよびバナジウムと組合わ干て複合炭化物が形成されるために、高温強度特性と耐熱性が向上する。

クロムは、焼入れ時に溶解し易い複合炭化物を作る傾向がある。更に、クロムはオーステナイト粒の成長を防止ｊ２、それによって他の合金元素の炭化物の凝集温度を上昇させ１１つ、特にモリブデンの存在下において、時効硬化の効果を強化する。また、クロムは複合モリブデン炭化物の凝集を抑制することによって肉盛り金属の耐熱性を保持する傾向もある。

しかし、被覆材中のフェロクロム含有量が８％未満であると上記諸性質を十分確保することができず、該含有量が１２％を超えると耐熱性はほとんど変化しないのでやはり有利でない。

他の合金元素に比較して、モリブデンを肉盛り金属に合金化することは、焼もどしマルテンサイトの耐性に著しく影響する。モリブデンは、高温硬さおよび２次硬化およびこれらの結果として耐熱性を向上させる傾向があり、分散Ｍｉ織を顕著に改良して肉盛り金属の強度と衝撃靭性を高める傾向がある。

ただし、これらの性質が十分発揮されるのは、被覆材中のフェロモリブデン含有量が８％以上で且つ他の合金成分（フェロバナジウム、フェロクロム等）と組合わせられた場合である。フェロモリブデン含有量が１２％を超えると肉盛り金属の耐熱性が僅かに向上するだけなので有利でない。

また、被覆材中にフェロバナジウムとして含有されるバナジウムも、高い耐熱性と高い耐摩耗性を得るために肉盛り金属に合金される。これらの性質は、微細に分散した安定なバナジウム炭化物の形成およびオーステナイト中への可溶性によって達成される。焼入れ温度が高いほど、オーステナイト中に固溶するバナジウム炭化物の量は多い。焼入れ、焼もどしの後に、バナジウム炭化物は微粒相としてマルテンサイトから分離し、それによっていわゆる２次硬化を生じて焼もどしマルテンサイトの安定性を向上する。バナジウム炭化物は他の合金元素の炭化物に比べて硬さが高いので、肉盛り金属の耐摩耗性を顕著に向上させる。バナジウムの最も有用な性質の１つは、肉盛り金属の焼入れ加熱の際に結晶粒を分割してオーステナイト粒の成長を防止することができることである。バナジウムは肉盛り金属の強度と粘性を向上させる。ただし、バナジウムを合金する効果が最も大きくなるのは、電極被覆材中のフェロバナジウム含有量が４％以上であり且つ他の合金元素の含有量が最適な場合である。フェロバナジウム含有量が６％を越えたときの耐熱性の向上は無視できる程度である。

被ｉ材中のフェロシリコン含有量は、フェロシリコン中に含有されるシリコンで溶接プールの脱酸を行なう必要性によって調整される。更に、シリコンは肉盛り金属の硬さ、耐摩耗性・および衝撃靭性を向上させる。また、シリコンは、特にクロムの存在下で高温における炭化物の凝集を抑制するので、焼もどしマルテンサイトの安定性を向上させる。その結果、シリコンを合金した肉盛り金属は耐熱性も向上する。被覆材中のフェロシリコン含有量が４〜８％であれば、他の合金元素の限定された含有量において肉盛り金属の最適な性質が確保される。フェロシリコン含有量が４％未満であると最大効果は達成できず、一方、シリコン含有量が８％より多いと肉盛り金属の衝撃靭性が著しく低下する。

高温焼入れ時のオーバーヒートに対する肉盛り金属の感受性を低減させるために、電極被覆材中にフェロチタンとして含有されるチタンを肉盛り金属に合金する。チタンを合金することによって、肉盛り金属の機械的性質および組織を損うことなく、焼入れ温度をほぼ５０℃高めることができる。高い耐熱性および高い耐摩耗性を肉盛り金属に付与するがオーステナイトにほとんど不溶であるバナジウム炭化物と複合モリブデン炭化物および複合クロム炭化物を実質的により条里に固溶状態に変換することができる。更に、チタンを合金することによって肉盛り金属のより微細な分散組織の形成が促進さ八、それによって肉盛り金属の強度および衝撃靭性が高められる。チタンは最も強力な脱酸剤の１つである。他の合金元素と共同して肉盛り金属の所要特性を確保する被覆材中の最適フェロチタン含有量は６〜１０％の範囲内である。

より完全な脱酸と高密度の肉盛り金属の形成は複合脱酸によって達成できる。この目的で、電極被覆材はフェロシリコンおよびフェロチタンに加えてフェロマンガンを含有する。

最大の耐熱性および耐摩耗性を肉盛り金属に付与するほとんど不溶のバナジウム炭化物およびモリブデン炭化物のオーステナイト中の溶解度はマンガンを合金することによって高められる。マンガンは脱硫剤でもあり、肉盛り金属の硫黄含有量と割れ傾向とを低減する。肉盛り金属にマンガンを合金する効果が最も完全に得られるのは、電極被覆材中のフェロマンガン含有量が２〜５％の範囲内にある場合に限られる。該含有量が２％未満であると所望の効果が得られず、一方、該含有量が５％より多いと肉盛り金属の焼鈍に問題が生ずる。

肉盛り金属を大気中の酸素と窒素の影響から保護するために電極被覆材中に大理石およびほたる石のような造滓材（スラグ形成材料）が存在する必要があることは公知である。更に、電極被覆材中の造滓材は、アークの安定形成、所要肉盛り金属層の形成、および肉盛り金属中の所要硫黄含有量等を提供する。他の成分が所定の含有量であるときに、スラグで保護された肉盛り金属が必要な性質を得るために、被覆材中の大理石およびほたる石の含有量はそれぞれ３０〜４０％および２０〜３０％の範囲内とすべきである。この比率が乱れるとスラグの物理的性質が変化しへその結果、たとえば、溶接金属ビードの形成が不十分になったり、肉盛り金属からのスラグ被覆の分離性が悪化する。

肉盛り金属に耐熱性および耐摩耗性を付与する合金元素炭化物を形成するために、電極被覆材は、炭素として肉盛り金属中に入るグラファイトを含有する。その含有量は、被覆材中の炭化物形成元素の量および肉盛り金属の使用条件に依存する。肉盛り金属の性質を高温加熱と高衝撃荷重の下での使用に最適にするために、被覆材中のグラファイト含有量−は０．５〜１．０％の範囲内とずべきである。グラファイト含有量が０９５％未満であると所要の硬さ及び耐熱性が得られず、一方、グラファイト含有量が１．０％を超えると肉盛り金属の焼鈍に悪影響がある。

被覆材が上記諸成分に加えて重量％でそれぞれ、雲母　０．５〜１．５セルロース　０．５〜１．５ソーダ　０．４〜０．６の塑性化剤を含有することも有利である。

雲母、セルロース、およびソーダが電極被覆材中に存在することは被覆材の塑性を向上させ、電極の押出し工程における電極棒への被覆材混合体の被覆を容易化する。

雲母、セルロース、およびソーダの含有量がそれぞれ０．５゜０．５．および０．４重量％未満であると塑性のある被覆材混合体が形成できず、電極の押出しに問題が発生し、一方、各含有量がそれぞれ１．５．１．５、および０．６重量％を超えると被覆材混合体の延性がもうそれ以上向上しないから実際的でない。

発明を実施するための最良の形態本発明の特徴と利点を以下の各実施例を参照して更に説明する。

本発明の電気アーク肉盛り用電極は、低炭素鋼で作られた棒と被覆材とから成り、該被覆材は大理石、はたる石、フェロモリブデン、フェロバナジウム、フェロチタン、フェロシリコン、フェロマンガン、およびグラファイトを含有する。

本発明においては、被覆材は上記各成分に加えてフェロクロムを含有し且つ重量％で下記組成、大理石　３０〜４０はたる石　２０〜３０フエロモリブデン　８〜１２フエロバナジウム　４〜６フエロチタン　６〜１０フエロシリコン　４〜８フェロマンガン　２〜５フェロクロム　８〜１２グラフアイト　０．５〜１．０を有する。

電極被覆材を定性的および定量的に選択するために主として基準としたことは、高温加熱（〜６００℃）および高衝撃荷重（〜２５０　ｔ　”）の条件下における高い耐熱性および耐摩耗性を有する肉盛り金属を形成することであった。本発明の組成を有する電極が公知の同一型式の電極よりも優れた材料を提供することを実験によって確認した。

電極の押出し工程における電極棒への被覆材混合体の被覆を促進する被覆材混合体の高い塑性は、雲母０．５〜１・５・セ″。−ス０・５〜１．５、およびソーダ０．４〜０．６重量％の含有量によって得ることができる。

肉盛り金属の耐熱性を実験室的条件下で試験した。三種類の電極（第１表）を最適熱処理条件下で予め焼鈍、焼入れ、および焼もどしし、その後６００℃で４時間保持した後、肉盛り金属の硬さを測定した。

第１表大理石　４０　３８．５　３０はたる石　２４．２　２０　２１フェロモリブデン　８　１０　１２フェロバナジウム　４　５　６フエロチタン　６　８　１０フェロシリコン　４　５　８フェロマンガン　５　３　２フェロクロム　８　１０　１２グラファイト　０．８　０．５　１．０第２表は耐熱性のデータを示す。

第２表電極被覆材の種類　Ｉ　Ｉｔ　ＩＩＩ耐熱性、ＫＨｏ　４６　４８　４７第７表から明らかなように、本発明の被覆材組成を有する電極を用いて肉盛りした金属の耐熱性はＨつ、−４６〜４８の範囲内であり、これは熱間鍛造ダイ用として十分である。

上記三種類の電極を用いた肉盛り金属の耐摩耗性を試験するために、鍛造ダイの肉盛りを行ない、このダイを２５０　ｔ　ｏｎブレスによる炭素工具鋼製ベンチの型打鍛造について実用条件下で試験した。

肉盛りしたダイの耐摩耗性データを第３表に示す。

第３表電極被覆材の種類　Ｉ　ＩＩ　ＩＩ第３表から明らかなように、肉盛りされたダイの耐摩耗性は１２０００〜１６０００個であった。

上記被鍛材を標準的な金型用鋼で作ったダイで鍛造した場合、耐摩耗性は４０００個を超えない。

被覆材混合体の塑性を実験するために、下記第４表に示す被覆材組成（重量％）を有する三種類の電極を用いて押出し試験を行なった。

第４表大理石　３３　３４．５　２９はたる石　２９．２　２２　２０フェロモリブデン　８　１０　１２フェロバナジウム　４　５　６フエロチタン　６　８　１０フェロシリコン　４　５　８フェロマンガン　５　３　２フェロクロム　１０　８　１２グラファイト　０．８　０．５　１．０雲母　Ｏ，５１，０１，５セルロース　０２５１°０１．５ソーダ　０．４１°００．６上記組成の被覆材を有する電極の押出しを行なった結果、被覆材中の雲母、セルロース、およびソーダの含有量が最適であることが確かめられた。規定した範囲内の組成を有する電極の押出しは全く問題なく行なわれた。

産業上の利用可能性本発明は、種々の形状・寸法のレンチ類、フランジ類、プライヤ類、ベンチ類、自動車およびトラクターのエンジンのクランクシャフト類等の型打に用いる冷間（熱間）鍛造（）ｓンマー、プレス、パンチ）のダイを電気アーク肉盛りによって製造および補修するために最も有利に利用することができる。

本発明は、その他に高温加熱および高衝撃荷重の条件下でイＦ動する器具のハードフェーシングおよび溶接補修にも利用できる。

国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．低炭素鋼棒と被覆材とから成り、該被覆材が大理石、ほたる石、フェロモリブデン、フェロバナジウム、フェロチタン、フェロシリコン、フェロマンガン、およびグラファイトを含有する、電気アーク肉盛り用電極において、該被覆材が上記含有成分に加えてフェロクロムを含有し且つ重量％で下記の組成：大理石　　　　　　３０〜４０ほたる石　　　　　２０〜３０フェロモリブデン　８〜１２フェロバナジウム　４〜６フェロチタン　　　６〜１０フェロシリコン　　４〜８フェロマンガン　　２〜５フェロクロム　　　８〜１２グラファイト　　　０．５〜１．０を有することを特徴とする電気アーク肉盛り用電極。
２．前記被覆材が前記成分に加えて、重量％で、雲母　　　　０．５〜１．５セルロース　０．５〜１．５ソーダ　　　０．４〜０．６を含有することを特徴とする請求の範囲第１項記載の電気アーク肉盛り用電極。