RU2753632C1 - Порошковая проволока - Google Patents
Порошковая проволока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2753632C1 RU2753632C1 RU2021100064A RU2021100064A RU2753632C1 RU 2753632 C1 RU2753632 C1 RU 2753632C1 RU 2021100064 A RU2021100064 A RU 2021100064A RU 2021100064 A RU2021100064 A RU 2021100064A RU 2753632 C1 RU2753632 C1 RU 2753632C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flux
- cored wire
- carbon
- fluorine
- titanium
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection 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
- B23K35/368—Selection 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 наплавке под флюсом для восстановления изношенных деталей и получения износостойкого защитного покрытия деталей металлургического оборудования, работающих в условиях сжатия и абразивного износа при температурах 670-750°C. Порошковая проволока состоит из стальной оболочки и порошкообразной шихты при следующем соотношении компонентов, мас. %: ферромарганец 0,51-1,18, ферросилиций 1,0-1,90, феррохром 6,0-8,7, ферромолибден 0,9-1,45, феррованадий 0,01-0,80, титан 0,3-0,8, углеродфторсодержащая пыль фильтров алюминиевого производства 0,70-1,15, железный порошок - остальное. Оптимизация химического состава шихты обеспечивает повышение твердости и износостойкости наплавленного металла, позволяет уменьшить его газонасыщенность. 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 670-750°C например, прокатных валков черновых и чистовых калибров, а также роликов подающих рольгангов.
Известен состав порошковой проволоки (SU №543479 МПК В23К 35/368, опубл. 25.01.1977 г.), состоящий из малоуглеродистой стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферромарганец, хром, ферровольфрам, феррованадий, ферробор, графит и кремнефтористый натрий, при следующем 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;
Известна, выбранная в качестве прототипа, порошковая проволока (RU №2518035, МПК В23К 35/368, опубл. 10.06.2014 г.), состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферромарганец, ферросилиций, феррохром, ферромолибден, феррованадий, железный порошок, и углеродфторсодержащую пыль фильтров алюминиевого производства при следующем соотношении, мас. %:
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 |
Углеродфторсодсржащая пыль фильтров | |
алюминиевого производства | 0,70-1,20 |
Железный порошок | остальное |
Существенными недостатками известной порошковой проволоки 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.
Техническая проблема, решаемая заявляемым изобретением, заключается в обеспечении требуемой твердости и скорости износа наплавляемого слоя, а так же повышение качества наплавляемого слоя (низкая отбраковка при наплавке).
Для решения существующей технической проблемы в состав известной порошковой проволоки, состоящей из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферромарганец, ферросилиций, феррохром, ферромолибден, феррованадий, углеродфторсодержащую пыль фильтров алюминиевого производства и железный порошок, согласно изобретению, дополнительно введен титан, 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 |
Титан | 0,01-0,80 |
Углеродфторсодержащая пыль фильтров | |
алюминиевого производства | 0,70-1,15 |
Железный порошок | остальное |
Технические результаты, получаемые в результате использования изобретения, заключаются:
- в повышении физико-механических свойств металла (твердости и износостойкости) наплавленного слоя металла за счет введения титана и снижения в связи с этим размеров действительного зерна;
- в повышении качества наплавленного слоя металла за счет уменьшения газонасыщенности (концентрации кислорода и водорода).
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. Введенный дополнительно в состав порошкообразной шихты титан, позволяет снизить размер действительного зерна и тем самым повысить твердость и износостойкость наплавляемого металла. Причем введение титана менее 0,01 практически не влияет на уменьшение размера зерна, а при увеличении концентрации титана в порошковой проволоке более 0,80% размер зерна не снижается, а себестоимость порошковой проволоки значительно повышается.
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. Кроме того, углеродфторсодержащая пыль фильтров алюминиевого производства в совокупности с порошкообразными материалами, содержащимися в шихте, позволяет повысить степень раскисленности системы шлак-металл и уменьшить содержание кислорода в наплавляемом слое металла. Снижение содержания водорода и кислорода в наплавленном металле уменьшает вероятность образования пор и трещин. 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, мас. %: Al2O3=19-46; F=17-26; Na2O=2,8-14; К2О=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, титан марки ПТС по ТУ 14-22-57-92
Порошки перемешивались в смесителе до получения однородной массы и прокаливались для удаления влаги при температуре 250-350°C. 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 прокатных валков черновых и чистовых калибров. Наплавка производилась под флюсом, изготовленным из шлака производства силикомаргагща, выплавленного в рудотермических печах углетермическим способом непрерывным процессом. 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%. Флюс содержал, мас. %: диоксид кремния 30-43, оксид алюминия более 5, оксид кальция 25-38, оксид магния более 1,5, оксид марганца более 16, оксид железа менее 1,0, при этом флюс содержал серы менее 0,60%, фосфора менее 0,030%.
Наплавку проводили на следующих режимах: сварочный ток 350-430 А, 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 44-55. Дефекты (трещины, поры и неметаллические включения) при наплавке порошковой проволокой с шихтой заявляемого состава содержащей титан не выявлены. После наплавки валки испытывались па 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 44-55 и увеличить износостойкость наплавленного слоя металла за счет введения в состав проволоки титана.
2. Повысить качество наплавленного металла за счет снижения размера действительного зерна, а также снизить вероятность порообразования и предотвратить образование трещин.
3. Снизить газонасыщенность наплавленного слоя кислородом до 3 15 ppm и водородом до 1,0 см3/100 г.
Claims (4)
- Порошковая проволока для наплавки, 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 титан при следующем соотношении компонентов проволоки, 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 Титан 0,01-0,80 - Углеродфторсодержащая пыль фильтров
-
алюминиевого производства 0,70-1,15 Железный порошок остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021100064A RU2753632C1 (ru) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | Порошковая проволока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021100064A RU2753632C1 (ru) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | Порошковая проволока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2753632C1 true RU2753632C1 (ru) | 2021-08-18 |
Family
ID=77349353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021100064A RU2753632C1 (ru) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | Порошковая проволока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2753632C1 (ru) |
Cited By (1)
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)
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 |
-
2021
- 2021-01-11 RU RU2021100064A patent/RU2753632C1/ru active
Patent Citations (5)
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)
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 | |
JP4646764B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
RU2622476C2 (ru) | Сварочный электрод с сердечником из низкомарганцевого флюса и газообразующим покрытием (варианты) | |
Matsushita | Hydrogen control in steel weld metal by means of fluoride additions in welding flux | |
RU2661126C1 (ru) | Шихта порошковой проволоки | |
RU2579328C1 (ru) | Шихта порошковой проволоки | |
JP2007136547A (ja) | スラグ量が少ないメタル系フラックス入りワイヤおよび高疲労強度溶接継手の作製方法 | |
RU2753632C1 (ru) | Порошковая проволока | |
JPWO2020208735A1 (ja) | ソリッドワイヤ及び溶接継手の製造方法 | |
RU2478030C1 (ru) | Порошковая проволока для наплавки | |
RU2750737C1 (ru) | Порошковая проволока для механизированной наплавки сталей | |
RU2756550C1 (ru) | Порошковая проволока | |
JP6903182B1 (ja) | 表面性状に優れたNi−Cr−Al−Fe合金およびその製造方法 | |
RU2518211C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2641590C2 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2762690C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2632505C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2785557C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU204457U1 (ru) | Проволока номинальным диаметром до 5мм для наплавки роликов машин непрерывного литья заготовок | |
EP4056312A1 (en) | Fluxed core wire and method for manufacturing weld joint | |
RU2749735C1 (ru) | Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей | |
RU2319590C2 (ru) | Электроды для ручной сварки сталей перлитного класса | |
RU2779557C1 (ru) | Порошковая проволока | |
CN110539105B (zh) | 一种药芯焊丝 | |
CN109664046B (zh) | 一种利用空气渗N的(Ti,Al)N强化自保护药芯焊丝 |