RU2756550C1 - Порошковая проволока - Google Patents
Порошковая проволока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2756550C1 RU2756550C1 RU2021103616A RU2021103616A RU2756550C1 RU 2756550 C1 RU2756550 C1 RU 2756550C1 RU 2021103616 A RU2021103616 A RU 2021103616A RU 2021103616 A RU2021103616 A RU 2021103616A RU 2756550 C1 RU2756550 C1 RU 2756550C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- flux
- deposited metal
- carbon
- cored wire
- 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 и получения износостойкого защитного покрытия на деталях металлургического оборудования, работающих в условиях сжатия и абразивного износа при температурах 670-750°С. Порошковая проволока состоит из стальной оболочки и порошкообразной шихты и содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: стальная оболочка 67,0-68,0, ферровольфрам 8,0-11,05, ферромарганец 0,66-1,40, ферросилиций 0,40-1,45, феррохром 2,20-4,1, феррованадий 0,2-0,5, никель 0,01-0,5, титан 0,01-0,8, углеродфторсодержащая пыль электрофильтров алюминиевого производства 0,80-2,30, железный порошок - остальное. Изобретение обеспечивает повышение твердости и износостойкости наплавленного слоя металла за счет введения титана и снижения в связи с этим размеров действительного зерна, а также повышение качества наплавленного слоя металла за счет уменьшения газонасыщенности. 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°С, например, прокатных валков черновых и чистовых калибров, а также роликов подающих рольгангов.
Известна порошковая проволока для механизированной наплавки под флюсом (SU №449790 МПК B23K 35/30, B23K 35/30, опубл. 15.11.1974 г.), состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей феррохром, ферромолибден, феррованадий, ферросилиций, ферромарганец, графит, кремнефтористый натрий, ферровольфрам, и железный порошок при соотношении, вес. %:
Феррохром | 6-8 |
Ферромолибден | 5,5-8,0 |
Феррованадий | 0,8-1,8 |
Ферросилиций | 0,5-2,0 |
Ферромарганец | 0,2-1,0 |
Графит | 0,05-0,25 |
Кремнефтористый натрий | 1,5-3,5 |
Ферровольфрам | 3,5-5,0 |
Железный порошок | 3,0-14,0 |
Оболочка | остальное |
Существенными недостатками данной порошковой проволоки являются:
- пониженные механические свойства наплавленного металла, в частности износостойкости и твердости, за счет повышенной загрязненности стали неметаллическими оксидными включениями, а также низким баллом зерна;
- низкое качество наплавленного металла в связи с порообразованием, связанным с повышенным содержанием водорода;
- возможность образования холодных трещин в процессе многослойной наплавки из-за отсутствия в составе шихты достаточного количества аустенитообразующих элементов, в частности никеля;
Известна, выбранная в качестве прототипа, порошковая проволока (RU №2518211, МПК B23K 35/368, опубл. 10.06.2014 г.), состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферровольфрам, ферромарганец, ферросилиций, феррохром, феррованадий, железный порошок, стальная оболочка изготовлена из стали 08ЮА, а порошкообразная шихта дополнительно содержит никель и углеродфторсодержащую пыль электрофильтров алюминиевого производства при следующем соотношении компонентов, мас. %:
стальная оболочка | 67,0-68,0 |
ферровольфрам | 10,0-13,75 |
ферромарганец | 0,76-1,41 |
ферросилиций | 0,26-1,34 |
феррохром | 3,38-5,38 |
феррованадий | 0,4-1,0 |
никель | 0,1-1,0 |
углеродфторсодержащая пыль электрофильтров
алюминиевого производства | 0,80-2,58 |
железный порошок | остальное |
Существенными недостатками известного состава 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 в повышении качества наплавляемого слоя (низкой отбраковкой при наплавке).
Для решения существующей технической проблемы в известную порошковую проволоку, состоящую из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферровольфрам, ферромарганец, ферросилиций, феррохром, феррованадий, никель, углеродфторсодержащую пыль фильтров алюминиевого производства и железный порошок, дополнительно введен титан, а компоненты взяты в следующем соотношении масс. %:
Стальная оболочка | 67,0 - 68,0 |
Ферровольфрам | 8,0 - 11,05 |
Ферромарганец | 0,66 - 1,40 |
Ферросилиций | 0,40 - 1,45 |
Феррохром | 2,20 - 4,1 |
Феррованадий | 0,2 - 0,5 |
Никель | 0,01 - 0,5 |
Титан | 0,01 - 0,8 |
Углеродфторсодержащая пыль электрофильтров
алюминиевого производства | 0,80 - 2,30 |
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. В состав порошкообразной шихты дополнительно введен титан, позволяющий 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% зерно не снижается, а себестоимость порошковой проволоки значительно повышается.
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, 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 ферровольфрама ФВ 80(a) ГОСТ 17293-93, ферросилиция марки ФС 75 по ГОСТ1415-93, углеродистого ферромарганца ФМн 78(A) по ГОСТ 4755-91, высокоуглеродистого феррохрома марки ФХ900А по ГОСТ 4151-91, феррованадия марки ФВ50У0,6 по ГОСТ 27130-94, никеля марки ПНК-2К9 по ГОСТ 9722-97, титана марки ПТС по ТУ 14-22-57-92, железа марки ПЖВ1 по ГОСТ 9849-86.
Шихта перемешивалась в смесителе для получения однородной массы и прокаливалась 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. В опытах использовали фракцию 0,45-2,5 мм. Флюс содержал, масс. %: 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 режимах: сварочный ток 380-400А, напряжение дуги 32-34 В, скорость наплавки 25 м/ час, скорость подачи порошковой проволоки 73 м/час.
Наличие трещин в процессе наплавки оценивали визуально, после наплавки наличие трещин, пор и неметаллических включений оценивали ультразвуковым методом, а также на металлографических шлифах. Для определения содержания водорода и кислорода проводили наплавку в лабораторных условиях в пределах заявляемых режимов с последующей вырезкой образцов. Содержание кислорода и водорода в наплавленном металле определялось методом восстановительного плавления в вакууме или в потоке инертного газа-носителя на газоанализаторе фирмы «LECO» ТС-600 (США). Содержание водорода изменялось в пределах 0,5-0,8 см3/100 г наплавленного металла при допустимом содержании водорода в высоколегированном наплавленном металле до 2 см3/100 г металла. Твердость и износостойкость наплавленного металла контролировалась непосредственно после наплавки. При использовании заявленных пределов шихты проволоки достигается снижение износа наплавленного слоя. Твердость наплавленного металла после наплавки составляла HRC 42-54. Дефекты (трещины, поры и неметаллические включения) при наплавке порошковой проволокой с шихтой заявляемого состава, содержащей титан не обнаружены.
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 50-58 и увеличить износостойкость наплавленного слоя металла за счет снижения размера действительного зерна в связи с введением в состав проволоки титана
2. Повысить качество наплавленного металла, а также снизить вероятность порообразования и предотвратить образование трещин за счет снижения газонасыщенности (концентрация кислорода до 310 ppm и водорода до 0,5-0,6 см3/100г металла).
Claims (2)
- Порошковая проволока, состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферровольфрам, ферромарганец, ферросилиций, феррохром, феррованадий, никель, углеродфторсодержащую пыль электрофильтров алюминиевого производства и железный порошок, отличающаяся тем, что порошкообразная шихта дополнительно содержит титан, а проволока содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
-
Стальная оболочка 67,0 - 68,0 Ферровольфрам 8,0 - 11,05 Ферромарганец 0,66 - 1,40 Ферросилиций 0,40 - 1,45 Феррохром 2,20 - 4,1 Феррованадий 0,2 - 0,5 Никель 0,01 - 0,5 Титан 0,01 - 0,8 Углеродфторсодержащая пыль электрофильтров алюминиевого производства 0,80 - 2,30 Железный порошок остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021103616A RU2756550C1 (ru) | 2021-02-12 | 2021-02-12 | Порошковая проволока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021103616A RU2756550C1 (ru) | 2021-02-12 | 2021-02-12 | Порошковая проволока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2756550C1 true RU2756550C1 (ru) | 2021-10-01 |
Family
ID=77999911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021103616A RU2756550C1 (ru) | 2021-02-12 | 2021-02-12 | Порошковая проволока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2756550C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
RU2518211C1 (ru) * | 2013-05-07 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Порошковая проволока |
RU2661126C1 (ru) * | 2017-06-21 | 2018-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Шихта порошковой проволоки |
RU2681049C1 (ru) * | 2017-11-21 | 2019-03-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" | Шихта порошковой проволоки для наплавки в азотсодержащей среде |
RU2687120C1 (ru) * | 2018-11-23 | 2019-05-07 | Федеральное государственное автономное учреждение "Научно-учебный центр "Сварка и контроль" при МГТУ им. Н.Э. Баумана" | Присадочная порошковая проволока для сварки под флюсом |
-
2021
- 2021-02-12 RU RU2021103616A patent/RU2756550C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
RU2518211C1 (ru) * | 2013-05-07 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Порошковая проволока |
RU2661126C1 (ru) * | 2017-06-21 | 2018-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Шихта порошковой проволоки |
RU2681049C1 (ru) * | 2017-11-21 | 2019-03-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" | Шихта порошковой проволоки для наплавки в азотсодержащей среде |
RU2687120C1 (ru) * | 2018-11-23 | 2019-05-07 | Федеральное государственное автономное учреждение "Научно-учебный центр "Сварка и контроль" при МГТУ им. Н.Э. Баумана" | Присадочная порошковая проволока для сварки под флюсом |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2067042C1 (ru) | Трубчатый электрод для дуговой сварки | |
EP1769882B1 (en) | Flux-cored wire for gas shielded arc welding | |
RU2518035C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2600466C2 (ru) | Решение для сварки корневого прохода | |
CN108672977B (zh) | 一种增材制造用金属粉芯型药芯焊丝及其焊接方法 | |
US20180221997A1 (en) | Agglomerated welding flux and submerged arc welding process of austenitic stainless steels using said flux | |
RU2661126C1 (ru) | Шихта порошковой проволоки | |
RU2579328C1 (ru) | Шихта порошковой проволоки | |
KR20190019020A (ko) | 오스테나이트 및 듀플렉스강 용접 금속을 형성하는 전극들 | |
EP4253588A1 (en) | Submerged arc welded joint | |
CN110560681B (zh) | 一种金属型粉芯丝材、制备方法及应用 | |
JP2019058938A (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 | |
RU2756550C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2518211C1 (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 | |
RU2478030C1 (ru) | Порошковая проволока для наплавки | |
RU2753632C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2608011C1 (ru) | Модификатор для сварочных материалов | |
RU2750737C1 (ru) | Порошковая проволока для механизированной наплавки сталей | |
RU2762690C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2641590C2 (ru) | Порошковая проволока | |
EP4056312A1 (en) | Fluxed core wire and method for manufacturing weld joint | |
JP2524774B2 (ja) | ステンレス鋼の潜弧溶接方法 | |
RU2632505C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2785557C1 (ru) | Порошковая проволока |