RU2750737C1 - Порошковая проволока для механизированной наплавки сталей - Google Patents

Порошковая проволока для механизированной наплавки сталей Download PDF

Info

Publication number
RU2750737C1
RU2750737C1 RU2020134341A RU2020134341A RU2750737C1 RU 2750737 C1 RU2750737 C1 RU 2750737C1 RU 2020134341 A RU2020134341 A RU 2020134341A RU 2020134341 A RU2020134341 A RU 2020134341A RU 2750737 C1 RU2750737 C1 RU 2750737C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cored wire
nickel
carbon
flux
surfacing
Prior art date
Application number
RU2020134341A
Other languages
English (en)
Inventor
Вячеслав Владимирович Павлов
Николай Анатольевич Козырев
Александр Александрович Усольцев
Павел Павлович Лазаревский
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Регионстрой"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Регионстрой" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Регионстрой"
Priority to RU2020134341A priority Critical patent/RU2750737C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2750737C1 publication Critical patent/RU2750737C1/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
    • 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)

Abstract

Изобретение может быть использовано при механизированной наплавке под флюсом для восстановления и получения износостойкого защитного покрытия деталей металлургического оборудования, например, прокатных валков, роликов подающих рольгангов. Порошковая проволока состоит из стальной оболочки и порошкообразной шихты при следующем соотношении компонентов, мас.%: стальная оболочка 67,0-68,0, ферромарганец 0,51-1,18, ферросилиций 1,0-1,90, феррохром 6,0-8,7, ферромолибден 0,9-1,45, феррованадий 0,3-0,8, никель 0,01-0,40, углеродфторсодержащая пыль фильтров алюминиевого производства 0,70-1,15, железный порошок - остальное. Изобретение обеспечивает повышение твердости и износостойкости наплавленного слоя металла за счет введения в состав проволоки никеля, а также повышение качества наплавленного слоя металла за счет снижения уровня загрязненности неметаллическими включениями. 2 табл.

Description

Изобретение относится к сварочным материалам, может быть использовано при наплавке под флюсом для восстановления изношенных деталей и получения износостойкого защитного покрытия деталей металлургического оборудования, работающих в условиях сжатия и абразивного износа при температурах 600°С, например, прокатных валков черновых и чистовых калибров, а также роликов подающих рольгангов.
Известен [1], состав порошковой проволоки, состоящий из малоуглеродистой стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферромарганец, хром, ферровольфрам, феррованадий, ферробор, графит, кремнефтористый натрий и малоуглеродистую стальную оболочку при соотношении, вес.%:
Ферромарганец 1,0-1,5
Хром 14,5-15
Ферровольфрам 17-18
Феррованадий 3,8-4,5
Ферробор 1,6-2
Графит 1-2
Кремнефтористый натрий 1,5-3,5
Малоуглеродистая стальная оболочка остальное
Существенными недостатками данной порошковой проволоки являются:
- пониженные механические свойства наплавленного металла, в частности износостойкости и твердости, за счет нерационального соотношения введенных в порошковую проволоку компонентов;
- низкое качество наплавленного металла в связи с порообразованием, связанным с повышенным содержанием водорода;
- высокая стоимость сварочного процесса за счет использования дорогостоящих материалов в значительных количествах (вольфрама, и кремнефтористого натрия).
Известна, выбранная в качестве прототипа [2], порошковая проволока, состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферромарганец, ферросилиций, феррохром, ферромолибден, феррованадий, железный порошок, и углеродфторсодержащую пыль фильтров алюминиевого производства при следующем соотношении, масс. %:
Стальная оболочка 67,0-68,0
Ферромарганец 0,50-1,20
Ферросилиций 1,0-1,75
Феррохром 7,2-9,1
Ферромолибден 1,5-2,3
Феррованадий 0,6-0,8
Углеродфторсодержащая пыль фильтров
алюминиевого производства 0,70-1,20
Железный порошок остальное
Существенными недостатками данного способа являются:
- пониженные значения твердости и износостойкости наплавленного слоя металла,
- повышенная отбраковка наплавленного слоя по порам и раковинам в связи с повышенной загрязненностью стали неметаллическими включениями.
Технические проблемы, решаемые заявляемым изобретением, заключаются в обеспечении требуемой твердости и скорости износа наплавляемого слоя, а так же повышением качества наплавляемого слоя (низкой отбраковкой при наплавке).
Для решения существующей технической проблемы в известную порошковую проволоку, состоящую из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферромарганец, ферросилиций, феррохром, ферромолибден, феррованадий, углеродфторсодержащую пыль фильтров алюминиевого производства, железный порошок, дополнительно введен никель.
Технические результаты, получаемые в результате использования изобретения, заключаются:
- в повышении твердости и в увеличении износостойкости наплавленного слоя металла за счет введения никеля и снижения в связи с этим размеров зерна;
- в повышении качества наплавленного слоя металла (снижении отбраковки по порам и раковинам) за счет снижения уровня загрязненности неметаллическими включениями.
Для этого предлагается порошковая проволока, состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферромарганец, ферросилиций, феррохром, ферромолибден, феррованадий, углеродфторсодержащую пыль фильтров алюминиевого производства, железный порошок, причем порошкообразная шихта дополнительно содержит никель при соотношении компонентов, масс. %:
Стальная оболочка 67,0-68,0
Ферромарганец 0,51-1,18
Ферросилиций 1,0-1,90
Феррохром 6,0-8,7
Ферромолибден 0,9-1,45
Феррованадий 0,3-0,8
Никель 0,01-0,40
Углеродфторсодержащая пыль фильтров
алюминиевого производства 0,70-1,15
Железный порошок остальное
Заявляемые пределы подобраны эмпирическим путем, исходя из получения требуемых твердости и износостойкости наплавленного слоя металла, а так же качества получаемого при наплавке металла, стабильности процесса наплавки, предотвращения образования пор и трещин. В состав порошкообразной шихты дополнительно введен никель, позволяющий снизить размер действительного зерна и тем самым повысить твердость и износостойкость наплавляемого металла. Причем введение никеля менее 0,01 практически не влияет на уменьшение размера зерна, а при увеличении концентрации никеля в порошковой проволоке более 0,40% значительно повышается себестоимость.
Углеродфторсодержащая пыль фильтров алюминиевого производства позволяет проводить удаление водорода за счет комплекса фторсодержащих соединений разлагающихся при температурах сварочных процессов с выделением фтора, который в свою очередь взаимодействует с водородом, растворенным в стали с образованием газообразных соединений типа HF.
Снижение содержания водорода в наплавленном металле уменьшает вероятность образования пор и трещин в наплавленном металле. Изменение концентрации углеродфторсодержащей пыли фильтров алюминиевого производства связано с оптимизацией концентрации углерода в наплавляемом слое металла. При снижении концентрации ниже нижнего заявляемого предела концентрация углерода не обеспечивает необходимую твердость и износостойкость, а при превышении концентрации выше верхнего заявляемого предела возможно получение трещин при наплавке. Для изготовления шихты порошковой проволоки использовали углеродфторсодержащую пыль фильтров алюминиевого производства со следующим химическим составом, масс. %: Al2O3=19-46; F=17-26; Na2O=2,8-14; K2O=0,36-5,8%, СаО=0,6-1,8; SiO2=0,5-2,7; Fe2O3=1,7-3,6; Собщ=22-31, MnO=0,05-1,2, MgO=0,06-0,87, S=0,09-0,34, Р=0,09-0,15.
При изготовлении порошковой проволоки использовали: порошки углеродистого ферромарганца ФМн 78(A) по ГОСТ 4755-91, ферросилиция марки ФС 75 по ГОСТ1415-93, высокоуглеродистого феррохрома марки ФХ900А по ГОСТ 4757-91, ферромолибдена марки ФМо60 по ГОСТ 4759-91, феррованадия марки ФВ50У0,6 по ГОСТ 27130-94, железа марки ПЖВ1 по ГОСТ 9849-86, никеля марки ПНК-2К9 по ГОСТ 9722-97.
Порошки перемешивались в смесители для получения однородной массы и прокаливались для удаления влаги при температуре 250-350°С. Далее производилось изготовление порошковой проволоки на станке. Диаметр готовой проволоки после операций волочения составлял 3,6 мм, при коэффициенте заполнения 0,32-0,33. Порошковой проволокой с предложенной шихтой производилась наплавка заготовок рабочих валков.
Наплавка производилась под флюсом, изготовленным из шлака производства силикомарганца, выплавленного в рудотермических печах углетермическим способом непрерывным процессом. Шихта состояла из марганцевой руды, кварцита и коксика. Выпуск ферросплава (силикомарганца) осуществляли вместе со шлаком в ковш. После разливки силикомарганца шлак из ковша сливался и подвергался охлаждению. В зависимости от интенсивности охлаждения получался стекловидный или пемзовидный шлак, используемый в дальнейшем при сварке. Далее шлак дробился. В опытах использовали фракцию 0,45-2,5 мм; при этом допускалось использование фракции 0-0,45 мм до 10%, 0,45-2,5 мм до 90%. Изготовление флюса проводилось согласно технических условий ООО «Регионстрой» ТУ 20.59.56.120-001-14796818-2020 «Флюс для наплавки марки НФП. Технические условия». Флюс содержал, масс. %: диоксид кремния 30-43, оксид алюминия > 5, оксид кальция 25-38, оксид магния > 1,5, оксид марганца > 16, оксид железа < 1,0, при этом флюс содержал серы < 0,60%, фосфора < 0,030%.
Наплавку проводили на следующих режимах: сварочный ток 350-430А, напряжение дуги 28-32 В, скорость наплавки 20-30 см/мин.
Наличие трещин в процессе наплавки оценивали визуально, после наплавки наличие трещин, пор и неметаллических включений оценивали ультразвуковым методом. Твердость наплавленного металла контролировалась непосредственно после наплавки. Твердость наплавленного металла после наплавки составляла HRC 44-48. Дефекты (трещины, поры и неметаллические включения) при наплавке порошковой проволокой с шихтой заявляемого состава содержащей никель не выявлены. После наплавки валки испытывались на испытательной машине на истираемость образцов.
Исследовались 5 вариантов составов шихты (таблица 1) порошковой проволоки с заграничными и заявляемыми пределами.
Влияние изменения состава шихты порошковой проволоки на технологические и механические характеристики наплавленного металла приведено в таблице 2. Использование заявляемого состава шихты порошковой проволоки по сравнению с базовым составом (прототип) позволяет:
1. Повысить твердость HRC 44-48 и увеличить износостойкость наплавленного слоя металла за счет введения в состав проволоки никеля
2. Повысить качество наплавленного металла за счет снижения его загрязненности неметаллическими включениями, снизить вероятность порообразования и предотвратить образование трещин.
Источники информации
1. А.с. СССР №543479, кл. B23K 35/368.
2. Пат. РФ 2518035 РФ, МПК8 B23K 35/368.
Figure 00000001
Figure 00000002

Claims (2)

  1. Порошковая проволока для механизированной наплавки сталей, состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферромарганец, ферросилиций, феррохром, ферромолибден, феррованадий, углеродфторсодержащую пыль фильтров алюминиевого производства и железный порошок, отличающаяся тем, что порошкообразная шихта дополнительно содержит никель, а проволока содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %:
  2. Стальная оболочка 67,0-68,0 Ферромарганец 0,51-1,18 Ферросилиций 1,0-1,90 Феррохром 6,0-8,7 Ферромолибден 0,9-1,45 Феррованадий 0,3-0,8 Никель 0,01-0,40 Углеродфторсодержащая пыль фильтров алюминиевого производства 0,70-1,15 Железный порошок остальное
RU2020134341A 2020-10-19 2020-10-19 Порошковая проволока для механизированной наплавки сталей RU2750737C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020134341A RU2750737C1 (ru) 2020-10-19 2020-10-19 Порошковая проволока для механизированной наплавки сталей

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020134341A RU2750737C1 (ru) 2020-10-19 2020-10-19 Порошковая проволока для механизированной наплавки сталей

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2750737C1 true RU2750737C1 (ru) 2021-07-01

Family

ID=76755764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020134341A RU2750737C1 (ru) 2020-10-19 2020-10-19 Порошковая проволока для механизированной наплавки сталей

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2750737C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779557C1 (ru) * 2022-03-15 2022-09-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" ФГБОУ ВО "СибГИУ" Порошковая проволока

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1769481C (ru) * 1990-06-14 1994-08-30 Ветер Владимир Владимирович Порошковая проволока для наплавки
UA81996C2 (ru) * 2006-06-02 2008-02-25 Институт Электросварки Им. Е.О. Патона Нан Украины Порошковая проволока для наплавки
CN102896437A (zh) * 2012-10-16 2013-01-30 首钢总公司 一种高锰钢铸钢辙叉及钢轨堆焊修复用药芯焊丝
RU2518035C1 (ru) * 2013-06-24 2014-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Порошковая проволока
RU2641590C2 (ru) * 2016-06-22 2018-01-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Порошковая проволока

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1769481C (ru) * 1990-06-14 1994-08-30 Ветер Владимир Владимирович Порошковая проволока для наплавки
UA81996C2 (ru) * 2006-06-02 2008-02-25 Институт Электросварки Им. Е.О. Патона Нан Украины Порошковая проволока для наплавки
CN102896437A (zh) * 2012-10-16 2013-01-30 首钢总公司 一种高锰钢铸钢辙叉及钢轨堆焊修复用药芯焊丝
RU2518035C1 (ru) * 2013-06-24 2014-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Порошковая проволока
RU2641590C2 (ru) * 2016-06-22 2018-01-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Порошковая проволока

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779557C1 (ru) * 2022-03-15 2022-09-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" ФГБОУ ВО "СибГИУ" Порошковая проволока

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2518035C1 (ru) Порошковая проволока
US4017339A (en) Flux for use in submerged arc welding of steel
US20180221997A1 (en) Agglomerated welding flux and submerged arc welding process of austenitic stainless steels using said flux
JPS6356037B2 (ru)
CN110842394B (zh) 高抗裂和抗气孔性的酸性红药皮不锈钢焊条
RU2661126C1 (ru) Шихта порошковой проволоки
CN114714023B (zh) 一种碳化钛型自保护堆焊药芯焊丝及其制备方法
US20240051070A1 (en) Submerged arc welded joint
EP4056312A1 (en) Fluxed core wire and method for manufacturing weld joint
US4071734A (en) Powder electrode strip for surfacing with wear-resistant alloy
RU2579328C1 (ru) Шихта порошковой проволоки
JP6999475B2 (ja) 製造性に優れた高Si含有のオーステナイト系ステンレス鋼
RU2750737C1 (ru) Порошковая проволока для механизированной наплавки сталей
JP2022061854A (ja) 溶接継手の製造方法
JP7031634B2 (ja) 耐サワー鋼材の製造方法
JP7636522B2 (ja) 二相ステンレス鋼線材および二相ステンレス鋼線
RU2753632C1 (ru) Порошковая проволока
RU2756550C1 (ru) Порошковая проволока
RU2518211C1 (ru) Порошковая проволока
RU2608011C1 (ru) Модификатор для сварочных материалов
RU2641590C2 (ru) Порошковая проволока
RU2762690C1 (ru) Порошковая проволока
TW202138587A (zh) 不鏽鋼、不鏽鋼材及不鏽鋼的製造方法
RU2785557C1 (ru) Порошковая проволока
RU2749735C1 (ru) Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей