RU2088392C1

RU2088392C1 - Flux-cored electrode charge

Info

Publication number: RU2088392C1
Application number: RU95105054A
Authority: RU
Inventors: Елена Николаевна Зубкова; Вячеслав Алексеевич Тютяев
Original assignee: Елена Николаевна Зубкова; Вячеслав Алексеевич Тютяев
Priority date: 1995-04-04
Filing date: 1995-04-04
Publication date: 1997-08-27
Also published as: RU95105054A

Abstract

FIELD: mechanical engineering; welding production of flux-cored electrodes for surfacing metal cutting tools and processing equipment in nitrogen containing gas mixtures. SUBSTANCE: charge has carbon, chromium, tungsten, vanadium, sodium fluosilicate and, additionally, sulphur, cobalt, molybdenum and aluminium at the following ratio of components, mass %: carbon 1-3.6,; chromium 6.5-12; tungsten 6-12; molybdenum 8-17; vanadium 2-6; aluminium 1-4.5; sodium fluosilicate 0.6-3.6; sulphur 0.9-3; cobalt 12-13; ferrum, the balance. Additional of sulphur reduces temperature in zone of cutting, and cobalt increases heat resistance. EFFECT: enlarged operating capabilities. 2 tbl

Description

Изобретение относится к сварке, в частности к производству порошковой проволоки для наплавки в азотсодержащих газовых смесях металлорежущего инструмента и технологического оборудования. The invention relates to welding, in particular to the production of cored wire for surfacing in nitrogen-containing gas mixtures of metal-cutting tools and technological equipment.

Наиболее близкой к предлагаемой относится шихта порошковой проволоки для наплавки в среде углекислого газа металлорежущего инструмента и технологического оборудования, содержащая следующие элементы, мас. Closest to the proposed mixture is a flux-cored wire for surfacing in a carbon dioxide environment of a metal cutting tool and processing equipment, containing the following elements, wt.

Углерод 1,3
Хром 4,7
Вольфрам 20
Ванадий 1,4
Кремнефтористый натрий 0,4
Железо Остальное
Наплавленный данной проволокой инструмент не уступает по скорости резания и теплостойкости инструменту из Р18.Carbon 1.3
Chrome 4.7
Tungsten 20
Vanadium 1.4
Sodium silicofluoride 0.4
Iron Else
The tool fused with this wire is not inferior in terms of cutting speed and heat resistance to a tool from P18.

Однако, при наплавке в азотсодержащих газовых смесях не удается получить плотный металл с хорошим формированием. Кроме того, для наплавленного этой проволокой инструмента характерен низкий диапазон скоростей резания, что ограничивает его широкое применение. However, when surfacing in nitrogen-containing gas mixtures, it is not possible to obtain a dense metal with good formation. In addition, the tool surfaced by this wire is characterized by a low range of cutting speeds, which limits its widespread use.

Цель изобретения повышение скорости резания наплавленного инструмента за счет снижения сил адгезии в зоне резания и повышения теплостойкости. The purpose of the invention is to increase the cutting speed of the deposited tool by reducing the adhesion forces in the cutting zone and increase heat resistance.

Цель достигается тем, что в шихту, содержащую углерод, хром, вольфрам, ванадий, кремнефтористый натрий, железо, дополнительно введены сера, кобальт, молибден, алюминий, при соотношении элементов, мас. The goal is achieved by the fact that sulfur, cobalt, molybdenum, aluminum, with a ratio of elements, wt.

Углерод 1-3,6
Хром 6,5-12
Вольфрам 6-21
Молибден 8-17
Ванадий 2-6
Алюминий 1-4,5
Кремнефтористый натрий 0,6-3,6
Сера 0,9-3
Кобальт 12-13
Железо Остальное
Основным видом износа металлорежущего инструмента из теплостойких сталей повышенной твердости (быстрорежущих) является адгезионный, характеризующий схватывание (сваривание) частиц материала инструмента и заготовки с установлением прочных связей, их последующее разрушение и вырыв частиц металлов.Carbon 1-3.6
Chrome 6.5-12
Tungsten 6-21
Molybdenum 8-17
Vanadium 2-6
Aluminum 1-4.5
Silicon Fluoride 0.6-3.6
Sulfur 0.9-3
Cobalt 12-13
Iron Else
The main type of wear of a metal-cutting tool made of heat-resistant steels of increased hardness (high-speed) is adhesive, characterizing the setting (welding) of particles of the tool material and the workpiece with the establishment of strong bonds, their subsequent destruction and tearing of metal particles.

В результате действия сил адгезии повышается температура в зоне резания. При работе инструментом на высоких скоростях резания это может привести к его разупрочнению и потере режущих свойств. As a result of the action of adhesion forces, the temperature in the cutting zone rises. When operating the tool at high cutting speeds, this can lead to softening and loss of cutting properties.

Введение серы в материал инструмента посредством порошковой проволоки позволяет создать эффект образования пограничного слоя на контактных поверхностях инструмента и стружки в виде сульфидных пленок, выступающих в качестве смазки. Благодаря этому достигнуто снижение температуры в зоне резания и появилась возможность работы инструмента на высоких скоростях резания. The introduction of sulfur into the tool material by means of cored wire allows you to create the effect of the formation of a boundary layer on the contact surfaces of the tool and the chips in the form of sulfide films acting as a lubricant. Due to this, a decrease in temperature in the cutting zone is achieved and the tool has the opportunity to operate at high cutting speeds.

Кроме того, повышая жидкотекучесть, сера обеспечивает хорошее формирование наплавленного металла, что значительно снижает припуски на последующую механическую обработку наплавленного инструмента. In addition, increasing the fluidity, sulfur provides a good formation of the weld metal, which significantly reduces the allowances for subsequent machining of the weld tool.

Введение кобальта способствует повышению теплостойкости. The introduction of cobalt enhances heat resistance.

Лучший вариант осуществления изобретения. The best embodiment of the invention.

Дополнительное введение в состав шихты серы и кобальта позволяет повысить скорость резания и теплостойкость инструмента, а также уменьшить припуски на механическую обработку. An additional introduction of sulfur and cobalt to the mixture allows to increase the cutting speed and heat resistance of the tool, as well as reduce machining allowances.

Нижний предел содержания элементов ограничивается эффективностью их воздействия. Увеличение содержания элементов в шихте выше верхнего предела не дает значительного эффекта увеличения производительности резания и снижает твердость. The lower limit of the content of elements is limited by the effectiveness of their impact. An increase in the content of elements in the charge above the upper limit does not give a significant effect of increasing cutting productivity and reduces hardness.

В табл.1 приведены три состава (мас.) шихты порошковых проволок для наплавки в азотсодержащих газовых смесях металлорежущего инструмента. Table 1 shows three compositions (wt.) Of a mixture of flux-cored wires for surfacing in nitrogen-containing gas mixtures of a metal-cutting tool.

Все три состава шихты изготавливались путем перемешивания в смесителе в течение 60 мин. Порошковая проволока с предлагаемой шихтой изготавливается из холоднокатаной металлической ленты 0,8 КЦ (оболочка) размером 12•0,5 и шихты указанного состава (сердцевина). Коэффициент заполнения порошковой проволоки для диаметра 2,2 мм: 0,32-0,33. Маршрут волочения 4,3-3,4-2,8-2,5-2,2. All three compositions of the mixture were made by stirring in a mixer for 60 minutes. The flux-cored wire with the proposed charge is made of cold-rolled metal tape 0.8 KC (sheath) of size 12 • 0.5 and a mixture of the specified composition (core). Powder wire fill factor for 2.2 mm diameter: 0.32-0.33. The drawing route is 4.3-3.4-2.8-2.5-2.2.

Результаты представлены в табл.2. The results are presented in table.2.

Контроль наплавленного инструмента осуществлялся по величине скорости резания и теплостойкости. Control of the deposited tool was carried out by the value of cutting speed and heat resistance.

Кроме варьирования процентного содержания серы, допускается изменение процентного содержания и других элементов в указанных ранее пределах. In addition to varying the percentage of sulfur, it is allowed to change the percentage and other elements within the previously specified limits.

Так, например, повышение содержания углерода способствует увеличению количества твердых карбидов легирующих элементов, но одновременно снижает вязкость наплавленного металла. Поэтому, увеличение углерода рекомендуется при изготовлении инструмента, работающего без динамических нагрузок. For example, an increase in the carbon content increases the amount of solid carbides of the alloying elements, but at the same time reduces the viscosity of the deposited metal. Therefore, an increase in carbon is recommended in the manufacture of tools that operate without dynamic loads.

Молибден повышает прочностные свойства, но снижает теплостойкость. Поэтому повышенное содержание молибдена рекомендуется для инструмента, работающего при ударном нагружении и не испытывающего высокого нагрева. Molybdenum increases strength properties, but reduces heat resistance. Therefore, a high molybdenum content is recommended for tools that work under shock loading and do not experience high heat.

Вводимое количество алюминия зависит от содержания кислорода в шихте и азотсодержащей газовой смеси. Чем выше содержание кислорода, тем выше должно быть количество алюминия. Это делается для предотвращения снижения вязкости металла путем связывания кислорода в оксиды алюминия в наплавленном металле. The amount of aluminum introduced depends on the oxygen content in the charge and the nitrogen-containing gas mixture. The higher the oxygen content, the higher the amount of aluminum. This is done to prevent a decrease in the viscosity of the metal by binding oxygen to aluminum oxides in the weld metal.

Содержание кремнефтористого натрия зависит от количества влаги в шихте и защитном газе. С повышением влажности увеличивается содержание водорода в дуге, что приводит к образованию пор в наплавленном металле. Кремнефтористый натрий связывает водород в прочное соединение HF, предотвращая образование пор. The content of sodium silicofluoride depends on the amount of moisture in the mixture and the protective gas. With increasing humidity, the hydrogen content in the arc increases, which leads to the formation of pores in the weld metal. Sodium silicofluoride binds hydrogen to the strong HF compound, preventing the formation of pores.

В результате контроля (табл. 2) было установлено, что наплавленный приведенными составами инструмент допускает работу на более высоких скоростях резания и имеет более высокую теплостойкость, чем инструмент из стали Р18. As a result of the control (Table 2), it was found that the tool deposited with the given compositions allows operation at higher cutting speeds and has higher heat resistance than a tool made of P18 steel.

Порошковая проволока с шихтой указанного состава применяется при изготовлении металлорежущего инструмента в СНТЦ "РЕЗЕЦ" ТГТУ и найдет применение в инструментальном производстве. Flux cored wire with a mixture of the specified composition is used in the manufacture of metal cutting tools in the SSTC "RESETS" TSTU and will find application in tool production.

Claims

A flux-cored wire charge for surfacing in nitrogen-containing gas mixtures containing carbon, chromium, tungsten, vanadium, sodium silicofluoride, iron, characterized in that it additionally contains molybdenum, aluminum, sulfur and cobalt in the following ratio of components, wt.

Carbon 1 3.6
Chrome 6.5 12
Tungsten 6 21
Molybdenum 8 17
Vanadium 2 6
Aluminum 1 4,5
Sodium silicofluoride 0.6 3.6
Sulfur 0.9 3
Cobalt 12 19
Iron Rest