RU2785557C1 - Порошковая проволока - Google Patents
Порошковая проволока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2785557C1 RU2785557C1 RU2022111788A RU2022111788A RU2785557C1 RU 2785557 C1 RU2785557 C1 RU 2785557C1 RU 2022111788 A RU2022111788 A RU 2022111788A RU 2022111788 A RU2022111788 A RU 2022111788A RU 2785557 C1 RU2785557 C1 RU 2785557C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cored wire
- flux
- carbon
- ferromolybdenum
- ferrosilicon
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 23
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 17
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910001309 Ferromolybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- -1 carbon-fluorine Chemical compound 0.000 claims abstract description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052803 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 16
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 9
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005296 abrasive Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 12
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 229910000628 Ferrovanadium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 102200056926 OST4 V23K Human genes 0.000 description 2
- 101700022255 V23K Proteins 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 101710043230 SMTNL1 Proteins 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N manganese(II) oxide Inorganic materials [Mn]=O VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к сварочным материалам, в частности к составу порошковой проволоки для наплавки. Может использоваться для восстановления изношенных деталей и получения износостойкого защитного покрытия на деталях горнорудного оборудования, работающих в условиях абразивного износа. Порошковая проволока содержит, мас. %: стальная оболочка 67-68, ферромарганец 1,0-2,0, ферросилиций 0,6-1,0, феррохром 5,0-10,0, ферромолибден 0,01-0,5, никель 0,01-0,3, кобальт 0,01-0,3, титан 0,1-2, углеродфторсодержащая пыль фильтров алюминиевого производства 0,2-0,6, железный порошок - остальное. Обеспечивается повышение износостойкости, прочности и твердости, снижение вероятности образования пор и холодных трещин. 2 табл.
Description
Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано при наплавке для восстановления изношенных деталей и получения износостойкого защитного покрытия на детали горнорудного оборудования, работающих в условиях абразивного износа.
Известна, 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, 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 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.
В качестве прототипа выбрана порошковая проволока (RU №2641590 МПК В23К 35/36, опубл. 22.06.2016), состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферромарганец, ферросилиций, феррохром, ферромолибден, феррованадий, углеродфторсодержащую пыль фильтров алюминиевого производства, железо, порошок никеля и кобальта при следующем соотношении компонентов, масс. %:
| стальная оболочка | 67,0-68,0 |
| ферромарганец | 4,00-8,00 |
| ферросилиций | 1,90-3,40 |
| феррохром | 4,6-25,50 |
| ферромолибден | 0,50-2,60 |
| феррованадий | 0,06-0,5 |
| никель | 0,05-1,00 |
| кобальт | 0,20-0,95 |
| углеродфторсодержащая пыль фильтров | |
| алюминиевого производства | 0,70-6,95 |
| железо | остальное |
Существенными недостатками данной порошковой проволоки являются:
- низкая стойкость наплавленного металла к абразивному износу в процессе эксплуатации, в связи с использованием неоптимизированного состава шихтовых материалов, входящих в состав порошковой проволоки.
- низкое качество наплавленного металла в связи с повышенным образованием холодных трещин при проведении процесса наплавки.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении износостойкости, прочности и твердости наплавленного металла и предотвращении образования холодных трещин, а также порообразования при проведении процесса наплавки.
Для решения существующей технической проблемы известная порошковая проволока, состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферромарганец, ферросилиций, феррохром, ферромолибден, углеродфторсодержащую пыль фильтров алюминиевого производства, никель, кобальт, железный порошок, согласно изобретению, она дополнительно содержит порошок титана при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| стальная оболочка | 67,0-68,0 |
| Ферромарганец | 1,0-2,0 |
| Ферросилиций | 0,6-1,0 |
| Феррохром | 5,0-10,0 |
| Ферромолибден | 0,01-0,5 |
| Никель | 0,01-0,3 |
| Кобальт | 0,01-0,3 |
| Титан | 0,1 -2 |
| Углеродфторсодержащая пыль фильтров | |
| алюминиевого производства | 0,2-0,6 |
| Железный порошок | остальное |
Технический результат, получаемый при использовании изобретения, заключается:
- в повышении износостойкости, прочности и твердости наплавленного металла при абразивном изнашивании, за счет образования новых центров кристаллизации порошковой проволоки связанной с введением порошка титана;
- в предотвращении образования холодных трещин в процессе наплавки, исключении порообразования в наплавленном металле за счет оптимизированного состава фторсодержащих компонентов и получении хорошей шлаковой защиты, в связи с использованием в составе пыли электрофильтров алюминиевого производства;
Заявляемые пределы подобраны эмпирическим путем, исходя из качества, получаемого при наплавке металла, предотвращения образования пор и холодных трещин, а также получения требуемой степени износа.
Введение в состав шихты порошковой проволоки оптимизированного состава углеродфторсодержащей пыли электрофильтров алюминиевого производства позволяет снизить вероятность образования пор и холодных трещин в наплавленном металле за счет уменьшения концентрации водорода в наплавленном металле и хороших укрывных свойств получаемой шлаковой корки.
Введение в состав шихты порошка титана повышает прочность и твердость наплавленного слоя, способствует измельчению зерна за счет образования новых центров кристаллизации, улучшает износостойкость при абразивном изнашивании.
Для изготовления шихты порошковой проволоки использовали углеродфторсодержащую пыль фильтров алюминиевого производства со следующим химическим составом, мас. %: Al2O3=19-48; F=17-28; Na2O=2,8-12; К2О=0,36-6,0; CaO=0,6-1,8; SiO2=0,5-2,7; Fe2O3=1,7-3,6; Собщ=22-30; MnO=0,05-1,2; MgO=0,06-0,87; S=0,09-0,34; P=0,09-0,15.
При изготовлении порошковой проволоки, кроме того, использовали: порошок железа марки ПЖВ1 по ГОСТ 9849-86, порошок никеля ПНК-1Л5 по ГОСТ 9722-97, порошок кобальта ПК-1У по ГОСТ 9721-79, порошок углеродистого ферромарганца ФМн 78(A) по ГОСТ 4755-91, порошок титана ПТС-1 по ТУ 14-22-57-92, порошок ферросилиция марки ФС 75 по ГОСТ1415-93, порошок высокоуглеродистого феррохрома марки ФХ900А по ГОСТ 4757-91, порошок ферромолибдена марки ФМобО по ГОСТ 4759-91.
Порошки перемешивались в смесителе и прокаливались для удаления влаги при температуре 250-350°С в течение 4- 6 часов. Далее в состав вводили углеродфторсодержащую пыль фильтров алюминиевого производства. Изготовление порошковой проволоки производилось на стане для изготовления порошковых проволок. Диаметр готовой проволоки после операций волочения составлял 4,0 мм, при коэффициенте заполнения 0,33. Порошковой проволокой с предложенной шихтой производилась наплавка на стальные пластины из стали 3сп. Наплавка производилась с использованием флюса марки АН26С с использованием сварочного трактора ASAW-1250.
Наличие трещин в процессе наплавки оценивали визуально, контроль качества проводили ультразвуковым методом, а также с использованием вырезанных из образцов металлографических шлифов. Изучение размера зерна структуры и неметаллических включений, наплавленных образцов, порошковой проволоки были изучены с использованием сканирующего электронного микроскопа Tescan MIRA 3 LMH по ГОСТ 5639 - 82. Твердость наплавленного металла составляла 44-50 HRC, измерялась с помощью микротвердомера HVS-1000. Дефекты (трещины, поры) при наплавке порошковой проволокой с шихтой заявляемого состава, содержащей пыль электрофильтров алюминиевого производства, не выявлены. После наплавки валиков на пластины, производилась вырезка образцов и испытания на машине 2070 СМТ-1 на износ.
Исследовались 5 вариантов составов шихты (таблица 1) порошковой проволоки с заграничными и заявляемыми пределами.
Влияние изменения химического состава на технологические свойства и механические характеристики наплавленного металла приведено в таблице 2.
Использование заявляемого состава шихты порошковой проволоки по сравнению с базовым составом (прототип) позволяет:
1. Повысить износостойкость наплавленного металла на 6-12% за счет введения в состав шихты порошка титана, составляющего 0,1-2% от общего содержания.
2. Устранить процесс порообразования и образования холодных трещин за счет образования новых центров кристаллизации. При наплавке заявленной порошковой проволокой сокращается образование пор на 10-20% за счет уменьшения концентрации водорода в наплавленном металле и хороших укрывных свойств получаемой шлаковой корки.
3. Измельчить структуру наплавленного слоя до балл 6-7 против балл 5.
4. Повысить твердость наплавленного металла до 44-50 HRC против 42-48 HRC.
Claims (4)
- Порошковая проволока, состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферромарганец, ферросилиций, феррохром, ферромолибден, углеродфторсодержащую пыль фильтров алюминиевого производства, никель, кобальт и железный порошок, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит порошок титана при следующем соотношении компонентов, мас. %:
-
стальная оболочка 67,0-68,0 ферромарганец 1,0-2,0 ферросилиций 0,6-1,0 феррохром 5,0-10,0 ферромолибден 0,01-0,5 никель 0,01-0,3 кобальт 0,01-0,3 титан 0,1-2 - углеродфторсодержащая пыль фильтров
-
алюминиевого производства 0,2-0,6 железный порошок остальное
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2785557C1 true RU2785557C1 (ru) | 2022-12-08 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2518035C1 (ru) * | 2013-06-24 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Порошковая проволока |
| CN104722962B (zh) * | 2015-04-10 | 2016-06-29 | 首钢总公司 | 高强钢用高强韧性气保护药芯焊丝 |
| RU2641590C2 (ru) * | 2016-06-22 | 2018-01-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Порошковая проволока |
| RU2679373C1 (ru) * | 2018-05-16 | 2019-02-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Порошковая проволока |
| RU2704338C1 (ru) * | 2019-04-09 | 2019-10-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" (ОмГТУ) | Порошковая проволока |
| JP2020142277A (ja) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | 日鉄溶接工業株式会社 | 耐候性鋼のＡｒ−ＣＯ２混合ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| RU2762690C1 (ru) * | 2021-06-04 | 2021-12-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" | Порошковая проволока |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2518035C1 (ru) * | 2013-06-24 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Порошковая проволока |
| CN104722962B (zh) * | 2015-04-10 | 2016-06-29 | 首钢总公司 | 高强钢用高强韧性气保护药芯焊丝 |
| RU2641590C2 (ru) * | 2016-06-22 | 2018-01-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Порошковая проволока |
| RU2679373C1 (ru) * | 2018-05-16 | 2019-02-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Порошковая проволока |
| JP2020142277A (ja) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | 日鉄溶接工業株式会社 | 耐候性鋼のＡｒ−ＣＯ２混合ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ |
| RU2704338C1 (ru) * | 2019-04-09 | 2019-10-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" (ОмГТУ) | Порошковая проволока |
| RU2762690C1 (ru) * | 2021-06-04 | 2021-12-22 | 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 | |
| JP3747237B2 (ja) | 耐熱鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
| JP4209913B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
| CN107999999B (zh) | 一种用于磨煤辊的耐磨粒磨损药芯焊丝及制备方法 | |
| RU2661126C1 (ru) | Шихта порошковой проволоки | |
| RU2579328C1 (ru) | Шихта порошковой проволоки | |
| JP6509007B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤの製造方法 | |
| CN110788520B (zh) | 高合金钢耐磨药芯焊丝及其制备方法 | |
| CN110842394B (zh) | 高抗裂和抗气孔性的酸性红药皮不锈钢焊条 | |
| EP3812085B1 (en) | Solid wire and method of manufacturing welded joint | |
| RU2785557C1 (ru) | Порошковая проволока | |
| RU2518211C1 (ru) | Порошковая проволока | |
| RU2641590C2 (ru) | Порошковая проволока | |
| RU2779557C1 (ru) | Порошковая проволока | |
| RU2478030C1 (ru) | Порошковая проволока для наплавки | |
| RU2492981C1 (ru) | Шихта порошковой проволоки | |
| RU2632505C1 (ru) | Порошковая проволока | |
| RU2750737C1 (ru) | Порошковая проволока для механизированной наплавки сталей | |
| RU2753632C1 (ru) | Порошковая проволока | |
| RU2756550C1 (ru) | Порошковая проволока | |
| JP2018039026A (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金属 | |
| RU204457U1 (ru) | Проволока номинальным диаметром до 5мм для наплавки роликов машин непрерывного литья заготовок | |
| RU2762690C1 (ru) | Порошковая проволока | |
| US20240207981A1 (en) | Titanium deposition wire of the powder-in-tube type | |
| Osetkovskiy et al. | Studying the influence of tungsten and chromium additives in flux cored wire system Fe-C-Si-Mn-Mo-Ni-V-Co on surfaced metal properties |