RU2690874C1 - Шихта порошковой проволоки - Google Patents

Шихта порошковой проволоки Download PDF

Info

Publication number
RU2690874C1
RU2690874C1 RU2018143756A RU2018143756A RU2690874C1 RU 2690874 C1 RU2690874 C1 RU 2690874C1 RU 2018143756 A RU2018143756 A RU 2018143756A RU 2018143756 A RU2018143756 A RU 2018143756A RU 2690874 C1 RU2690874 C1 RU 2690874C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
production
dust
cored wire
chromium
ferrochrome
Prior art date
Application number
RU2018143756A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Александрович Уманский
Роман Евгеньевич Крюков
Николай Анатольевич Козырев
Любовь Валерьевна Думова
Ольга Анатольевна Козырева
Александр Александрович Усольцев
Денис Евгеньевич Белов
Дарья Евгеньевна Смаилова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ"
Priority to RU2018143756A priority Critical patent/RU2690874C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2690874C1 publication Critical patent/RU2690874C1/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/368Selection of non-metallic compositions of core materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано при наплавке рабочих поверхностей деталей металлургического оборудования, к которым предъявляются повышенные требования по твердости и износостойкости. Шихта порошковой проволоки содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: пыль газоочистки производства феррохрома 52-82 и пыль электрофильтров алюминиевого производства 18-48. Введение в состав шихты порошковой проволоки пыли газоочистки производства феррохрома позволяет проводить восстановление хрома из оксидов, содержащихся в пыли газоочистки производства феррохрома, углеродом, содержащимся в пыли газоочистки производства алюминия. Шихта обеспечивает получение наплавленного хромсодержащего металла высокой износостойкости и позволяет утилизировать отходы с получением востребованного материала. 2 табл.

Description

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к производству порошковой проволоки, и может быть использовано при наплавке рабочих поверхностей деталей металлургического оборудования, к которым предъявляются повышенные требования по твердости и износостойкости.
Известно, что для наплавки ответственных изделий, к которым предъявляются высокие требования по твердости и износостойкости, используются сплавы хрома (Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением / под ред. Б.Е. Патона. - Москва: Металлургия, 1974. - 768 с.). Процесс получения феррохрома основан на восстановлении оксидов хрома углеродом (Рысс М.А. Производство ферросплавов - М.: Металлургия, 1985. - 344 с.). При этом восстановление углеродом происходит по реакциям:
Figure 00000001
Или при недостатке восстановителя:
Figure 00000002
Производство хрома связано с большими материальными затратами, при этом существующая схема производства включает в себя извлечение хрома при плавке ферросплавов с потерями хрома при производстве в шлак и в виде пыли с отходящими газами, а также при помоле и рассеве, кроме того, при последующем использовании при производстве стали происходит окисление легирующих элементов и уменьшение сквозного извлечения хрома. Известны технологии прямого легирования, предполагающие восстановление легирующих элементов непосредственно из оксидного сырья при дуговом разряде (Прямое легирование рельсовой стали ванадийсодержащим шлаком / В.В. Могильный, В.Ф. Царев, Н.А. Козырев и др. // Изв. вузов. Чер. металлургия. - 1997. - №12. - С. 40-42.; Прямое легирование стали марганцем в дуговых электросталеплавильных печах / Н.В. Толстогузов, Л.А. Годик, Н.А. Козырев и др. // Сталь. - 1995. - №1. - С. 24-27.) В связи с чем, возможно введение в шихту порошковой проволоки оксидов хрома и восстановление оксидов хрома при электродуговом разряде по реакциям (1-2).
Известна, выбранная в качестве прототипа (RU №2623981 МПК В23К 35/36, В23К 35/368) шихта порошковой проволоки, содержащая пыль электрофильтров алюминиевого производства, которая дополнительно содержит вольфрамовый концентрат КШ-4 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Вольфрамовый концентрат 19-81
Пыль электрофильтров алюминиевого производства 19-81,
при этом пыль электрофильтров алюминиевого производства имеет следующий состав, мас. %: Al2O3=21-43,27; F=18-27; Na2O=8-13; K2O=0,4-6%, СаО=0,7-2,1; SiO2=0,5-2,48; Fe2O3=2,1-2,3; Собщ=12,5-26,7, MnO=0,03-0,9, MgO=0,04-0,9, S=0,09-0,46, P=0,1-0,18
Недостатками данной шихты порошковой проволоки являются:
- использование в качестве оксидной составляющей руд, а не техногенных отходов металлургического производства;
- высокие затраты связанные с использованием дефицитного и дорогостоящего материала - вольфрамового концентрата в значительных количествах;
- высокая трудоемкость при изготовлении проволоки в связи с необходимостью использования специального оборудования для извлечения и обогащения вольфрамсодержащих руд, а так же измельчения вольфрамового концентрата до малых размеров;
- пониженная твердость и износостойкость наплавляемого металла.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении качественных показателей наплавляемого металла, в частности твердости и износостойкости, а также утилизации отходов металлургического производства - пыли газоочистки производства феррохрома.
Для решения существующей технической проблемы предложено в шихту для порошковой проволоки, содержащую пыль электрофильтров алюминиевого производства с химическим составом масс. %: Al2O3=21-43,27; F=18-27; Na2O=8-13; K2O=0,4-6%, СаО=0,7-2,1; SiO2=0,5-2,48; Fe2O3=2,1-2,3; Собщ=12,5-26,7, MnO=0,03-0,9, MgO=0,04-0,9, S=0,09-0,46, Р=0,1-0,18, ввести дополнительно пыль газоочистки производства феррохрома с химическим составом масс. %: Cr2O3=18,0-24,3; SiO2=13.8-17.2; СаО=0,2-0,5; MgO=28,6-34,2; Al2O3=4,8-6,1; FeO=3,8-6,7; С=5,8-7,1, а компоненты взять в следующем соотношении, мас. %:
пыль газоочистки производства феррохрома 52-82
пыль электрофильтров алюминиевого производства 18-48.
Техническими результатами при использовании изобретения являются:
- повышение качественных показателей наплавляемого металла, в частности износостойкости и твердости;
- полезное использование отходов металлургического производства.
Введение в состав шихты порошковой проволоки пыли газоочистки производства ферромарганца позволяет:
- проводить восстановление хрома, из оксидов пыли газоочистки производства феррохрома, углеродом, содержащимся в пыли газоочистки производства алюминия, за счет чего получить наплавленный хромсодержащий металл повышенной износостойкости;
- утилизировать отходы с получением востребованного материала.
Заявляемые пределы подобраны эмпирическим путем, исходя из качества, получаемого при наплавке металла, стабильности процесса наплавки, предотвращения образования холодных трещин и получения требуемых эксплуатационных свойств.
Для изготовления шихты порошковой проволоки использовали:
- в качестве восстанавливаемого материала - пыль газоочистки феррохрома, мас. %: Cr2O3=18,0-24,3; SiO2=13.8-17.2; СаО=0,2-0,5; MgO=28,6-34,2; Al2O3=4,8-6,1; FeO=3,8-6,7; С=5,8-7,1;
- в качестве углеродистого восстановителя - пыль электрофильтров алюминиевого производства - углеродфторсодержащие пылевидные отходы с химическим составом масс. %: Al2O3=21-43,27; F=18-27; Na2O=8-13; K2O=0,4-6%, СаО=0,7-2,1; SiO2=0,5-2,48; Fe2O3=2,1-2,3; Собщ=12,5-26,7, MnO=0,03-0,9, MgO=0,04-0,9, S=0,09-0,46, P=0,1-0,18;
Соотношение пыли газоочистки феррохрома и пыли электрофильтров алюминиевого производства в составе заявляемой шихты производилось с учетом получения высококачественного наплавленного металла (стабильное горение дуги, хорошее формирование, плотный наплавленный металл без трещин, пор и неметаллических включений). Порошковая проволока изготавливалась из стальной холоднокатаной ленты 08 кп (оболочка) размером 15×0,8 мм. Шихта перемешивалась в смесителе для получения однородной массы. Порошковая проволока прокаливалась для удаления влаги при температуре 250-350°С. Диаметр готовой проволоки - 3,8 мм. Порошковой проволокой с предложенной шихтой производилась наплавка под флюсом. Наплавку производили под флюсом на пластины из стали марки 60Г с использованием трактора ASAW 1250.
Химический состав наплавленного металла определяли рентгенофлюоресцентным методом на спектрометре XRF-1800 и атомно-эмиссионным методом на спектрометре ДФС-71. Металлографическое исследование микрошлифов проводилось с помощью оптического микроскопа OLYMPUS GX-51 в светлом поле при различных увеличениях после травления в спиртовом растворе азотной кислоты, а также в растворе плавиковой кислоты. Замеры твердости проводили ультразвуковым твердомером - УЗИТ -3. Наличие трещин в процессе наплавки оценивали визуально, после наплавки наличие трещин, пор и неметаллических включений оценивали ультразвуковым и магнитопорошковым методами, а также на металлографических шлифах. Испытания на износ по схеме «ДИСК - КОЛОДКА» проводили на машине 2070 СМТ-1.
Исследовались 6 различных составов шихты (таблица 1) порошковой проволоки, мас. %: 1 - нижний заграничный состав; 2 - нижний граничный состав, 3, 4 - среднее содержание состава заявляемой шихты; 5 - верхний предел заявляемой шихты; 6 - верхний заграничный состав. Взаимосвязь некоторых исследуемых параметров в зависимости от состава шихты приведена в таблице 2.
Использование заявляемого состава шихты порошковой проволоки по сравнению с базовым составом (прототип) позволяет:
- повысить качество наплавленного металла за счет снижения его загрязненности неметаллическими включениями, снижения вероятности порообразования и предотвращения образования холодных трещин, улучшить формирование шва при сварке за счет стабилизации горения дуги, при этом повышена твердость наплавленного металла до НВ 152-178 за счет полученных карбидов типа Cr3C2, Cr7C3 а износ нетермообработанных образцов уменьшен до 0,0008-0,00013 г/об.;
- использовать пыль металлургических отходов (пыли газоочистки производства феррохрома и пыль электрофильтров алюминиевого производства) в заявляемой шихте.
Figure 00000003
Figure 00000004

Claims (2)

  1. Шихта порошковой проволоки, содержащая пыль электрофильтров алюминиевого производства с химическим составом, мас. %: Al2O3=21-43,27; F=18-27; Na2O=8-13; K2O=0,4-6; СаО=0,7-2,1; SiO2=0,5-2,48; Fe2O3=2,1-2,3; Собщ=12,5-26,7; MnO=0,03-0,9; MgO=0,04-0,9; S=0,09-0,46; P=0,1-0,18, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит пыль газоочистки производства феррохрома, имеющую химический состав, мас.%: Cr2O3=18,0-24,3; SiO2=13,8-17,2; СаО=0,2-0,5; MgO=28,6-34,2; Al2O3=4,8-6,1; FeO=3,8-6,7; С=5,8-7,1, при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%:
  2. пыль газоочистки производства феррохрома 52-82 пыль электрофильтров алюминиевого производства 18-48
RU2018143756A 2018-12-10 2018-12-10 Шихта порошковой проволоки RU2690874C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018143756A RU2690874C1 (ru) 2018-12-10 2018-12-10 Шихта порошковой проволоки

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018143756A RU2690874C1 (ru) 2018-12-10 2018-12-10 Шихта порошковой проволоки

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2690874C1 true RU2690874C1 (ru) 2019-06-06

Family

ID=67037435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018143756A RU2690874C1 (ru) 2018-12-10 2018-12-10 Шихта порошковой проволоки

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2690874C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3838246A (en) * 1972-09-08 1974-09-24 Y Gretsky Flux-cored electrode
SU1581532A1 (ru) * 1987-11-06 1990-07-30 Предприятие П/Я А-1495 Порошкова проволока дл износостойкой наплавки
RU2074078C1 (ru) * 1993-06-29 1997-02-27 Виктор Михайлович Кирьяков Шихта порошковой проволоки
RU2623981C2 (ru) * 2015-12-09 2017-06-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Шихта порошковой проволоки

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3838246A (en) * 1972-09-08 1974-09-24 Y Gretsky Flux-cored electrode
SU1581532A1 (ru) * 1987-11-06 1990-07-30 Предприятие П/Я А-1495 Порошкова проволока дл износостойкой наплавки
RU2074078C1 (ru) * 1993-06-29 1997-02-27 Виктор Михайлович Кирьяков Шихта порошковой проволоки
RU2623981C2 (ru) * 2015-12-09 2017-06-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Шихта порошковой проволоки

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5411820B2 (ja) フラックス入り溶接ワイヤ及びこれを用いた肉盛溶接のアーク溶接方法
CN108698174B (zh) 药芯焊丝、焊接接头的制造方法和焊接接头
RU2622476C2 (ru) Сварочный электрод с сердечником из низкомарганцевого флюса и газообразующим покрытием (варианты)
US3866015A (en) Flux-cored electrode wire for non-sheilded arc welding
US11648630B2 (en) Alloying composition for self-shielded FCAW wires
RU2518035C1 (ru) Порошковая проволока
JP6874425B2 (ja) ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ及び溶接継手の製造方法
CN106001986B (zh) 气体保护电弧焊用药芯焊丝
RU2661126C1 (ru) Шихта порошковой проволоки
RU2579328C1 (ru) Шихта порошковой проволоки
JP6953789B2 (ja) ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ、及び溶接継手の製造方法
JP6891630B2 (ja) ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ、及び溶接継手の製造方法
JP6969705B1 (ja) ガスシールドアーク溶接用鋼ワイヤ、ガスシールドアーク溶接方法、およびガスシールドアーク溶接継手の製造方法
RU2690874C1 (ru) Шихта порошковой проволоки
RU2623981C2 (ru) Шихта порошковой проволоки
CN113001057A (zh) 一种高强耐点蚀含氮奥氏体不锈钢药芯焊丝及制备方法
RU2518211C1 (ru) Порошковая проволока
RU2681052C1 (ru) Шихта для порошковой проволоки
JP5065733B2 (ja) ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤおよびその製造方法
RU2641590C2 (ru) Порошковая проволока
JP2003001486A (ja) サブマージアーク溶接用フラックスおよびサブマージアーク溶接継手の製造方法。
Kryukov et al. Quality of weld seams produced with flux based on silicomanganese slag
RU2632505C1 (ru) Порошковая проволока
Kumar et al. Development of cost effective agglomerated fluxes from waste flux dust for submerged arc welding
RU2762690C1 (ru) Порошковая проволока