SU841184A1 - Состав проволоки дл наплавки алюминиевых сплавов - Google Patents

Abstract

1. СОСТАВ ПРОВОЛОКИ ДЛЯ НАПЛАВКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, пре-- имущественно порошковой, содержащий алюминий, кремний, медь, олово, магний, цирконий, отличающийс  тем, что, с целью повышени  износостойкости наплавленного металла и улучшени  сварочно-техно- логических свойств проволоки, состав11,85-20., 750,4-2,0 0,017-1,3содержит цирконий^ в виде фторцирко- ната кали 7 медь^ кремний и олово - в виде лигатуры, а магний в виде алюминиево-магниевого порошка при следугачем соотношении компонентов, вес.%:Кремне-медно-олов нна  лигатураАлюминиево-магни-евый порошокФторцирконат кали Алюминий в видеоболочки.Остальное2.Состав проволоки по п. 1,о т личающ и и с   тем, что лигатура медь-кремний-олово имеет следующий состав, вес.%;Кремний4-9Медь60-70Олово25-313.Состав проволоки по п. 1, отличающийс  тем, что алю- S миниево-магниевый порошок имеет следую1чий состав, вес.%:Алюминий50-60Магний40-50^00 4;;»^004;^

Description

Изобретение относитс  к сварке в частности к материалам, примен  емым при наплавке алюмини  и его сплавов с целью получени  антифри ционного износостойкого сло . Известен сплав на основе алюми ни , содержащий медь, кремний, ол во и магний при следующем соотнош нии компонентов, вес.|: Медь, 4,8-5,8 Кремний1,2-2,0 Магний0,25-0,45 I Олово2,7-3,5 Алюминий Остальное ч - Известна шихта дл  наплавки алю мини  и его сплавов, содержаща , вес.%: Олово3,6-35,8 Медь2,8-21,4 Хлористый калий20,6-44,9 Хлористый магний 8,1-17,8 Криолит12,8-28,1 Окись кремни  1,3-2,8 Никель0,3-0,4 Кремний0,8-3,0 Титан0,2-1,0. 2. Недостатком этих изобретений  вл ютс  низкие сварочно-технологи ческие характеристики при наплавке в среде заьдитных газов и в других случа х при малом тепловложении в сварочную вайну, а также недостато на  износостойкостьнаплавленного сло . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  состав на основе алюмини , содержащий кремний, цирконий, железо, цинк, олово, медь при следующем со отношении компонентов, вес.%: Кремний4,6-5,9 Магний0,45-0,9 Цирконий0,2-0,3 Железо не более 0,6 Цинк + олово не бОлее 0,1 Медь не более О,2 Алюминий Остальное З . . Недостатком данного состава  вл ютс  нижние антифрикционные свой ства наплавленного; металла и недостаточные сварочно-технологические характеристики процесса наплавки плав щихс  электродом. Целью изобретени   вл етс  повы шение антифрикционных свойств наплавленного металла, его износосто кости и улучшение сварочно-техноло гических характеристик процесса на плавки. Цель достигаетс  тем, что в пре лагаемом составе, содержащем цирко Й1й, кремний, медь и олово, алюминий , магний, цирконий содержитс  в виде фторцирконата кали , медь, кремний, олово - в виде лигатуры, а магний в виде алюминиево-магниевого порошка при следующем соотношении компонентов, вес.%: Фторцирконат кали  0,017-1,3 Кремне-медно-олов нна  лигатура 11,85-20,75 Алюминиево-магниевый порошок 0,4-2,0 Алюминий в виде оболочкиОстальное При этом кремний, медь и олово наход тс  в следующем соотношении, вес.%: Кремний4-9 Медь60-70 Олово25-31 Алюминиево-магниевый порощок представл ет собой с.плав следующего состава, вес.%: Алюминий50-60 Магний40-60 Цирконий вводитс  в состав шихты в виде химического соединени  Кп7/  г дл  обеспечени  наиболее полного перехода его в металл наплавки по реакции + ЛЛ + 6KF + 4А1Рз + Q И™ + 2Мр, 2KF + 2MgF2 + Образуюгщес  в результате реакции фтористые соединени  снижают поверхностное нат жение расплавленного металла и совместно с дополни тельно выдел ющимс  теплом способствуют мелкокапельному переносу электродного металла в сварочную ванну, что значительно повышает стабильность процесса наплавки, снижает разбрызгивание жидкого металла. Цирконий в расплавленном металле создает искусственные центры кристаллизации , что обеспечивает химическую макрооднородность кристаллизующегос  сплава за счет мелкозернистой структуры, повышает его плотность . Более равномерное распределение твердых включений по объему антифрикционного сплава приводит к равномерному распредел- нию нагрузки по площади контакта, что значительно повышает износостойкость сплава при работе трени . Эффект присутстви  циркони  наблюдаетс , начина  с 0,017 вес.% фторцирконата кали  в электроде. С увеличением содержани  К2 21б электроде растет содержание циркони  в наплавленном металле , что приводит к повышению общей твердости сплава за счет образовани  химического соединени  циркони  с алюминием ZrnAlm. При введении в электрод более 1,3 вес.% твердость наплавленного сло  превышает 125 кг/Mi-i, что дл  антифрикционных сплавов на основе алюмини  не желательно. 8св зи с этим содержание , в электроде более 1,3 вес.% не рационально . Введение кремни , меди и олова в состав электрода в виде лигатуры {сплава) позвол ет снизить активность элементов и повысить стабильность перехода их в наплавленный металл. При этом соотношении их в лигатуре и количество лигатуры в электроде в сочетании с алюминиевой основой позвол ют получить гетерогенную структуру наплавленного сло  необходимое условие антифрикционное ти сплава. В качестве м гкой основы служит алюминий, упрочненный добавкой крем ни . Минимальна  необходима  прочность алюминиевой основы достигаетс  при содержании лигатуры в электроде не менее 11,85 вес.% и Наличи  кремни  в ней начина  с 4 вес.%. Увеличение- количества кремни  в лигатуре более 9 вес.% и содержание лигатуры в электроде более 20 ,75 вес приводит к вьщелению кремни  в спла ве в виде свободных кристаллов, тве дость которых превосходит твердость контртела. Это приводит к преждевре менному износу пары трени  и выходу ее из стро . Поэтому содержание кре ни  в лигатуре не должно превышать 9вес.% при количестве лигатуры в электроде не более 20,75 вес.%. Твердыми, включени ми в м гкой основе  вл ютс  химические соединени  олова с медью и меди с алюминием , , CuAl. Характерный признак гетерогенности структуры - наличие сплошной сетки включений в основе - по вл етс  при содержании меди и олова в лигатуре не менее 60 вес.% и 25 вес.% соответственно и лигатуры в злектроде не менее 11,85 вес.%. Увеличение содержани  меди в лигатуре более .70 вес.%, олова более 31 вес.% и лигатуры в электроде более 20,75 вес.% приводит к значительному повышению твердости и охрупчиванию наплавленного сло , что  вл етс  недопустимым дл  антифрикционных алюминиевых сплавов. В св зи с этим количество меди и олова в лигатуре и лигатуры в .электроде не должно превышать указанные пределы. Наличие магни  в порошковом элект роде обуславливает образование в наплавленном слое химических соединений AljMny, Ker., , выдел ющихс  в виде, вторичной фазы фазы ) в результате старени . Вторичные выделени  упрочн ют направленный металл при сохранений оптимальной твердости, что способствует повышению его износостойкости. Положительный эффект от введени  магни  наблюдаетс  при содержании алюминиезо-магниевого порошка в электроде не менее 0,4 вес.%. Наличие более 2 вес.% Al-Mg порошка.в электроде не желательно, так как приводит к потере прочности наплавки при высоких температурах. Введение магни  в состав электрода в виде порошка сплава его с алюминием обусловлено высокой активностью магни  к кислороду. Б сплаве с алюминием активность магни  снижаетс , что позвол ет-значительно повысить переход его из электрода в наплавленный слой. Применение алюминиево-магниевого порошка, равно как крюмне-медноолов нной лигатуры и фторцирконата кали , позвол ет обеспечить промышленную надежность состава предлагаемого порошкового электрода. С целью оценки антифрикционных свойств наплавленного металла были изготовлены электроды следующих составов (см. табл. 1). Таблица 1 Составы порошковых электродов торцирконат али  0,017 1,3 0,6 ремне-меднолов нна  игатура11,85 20,7515,7 люминиевоагниевый оро1юк0,4 2,0 люминиева  болочка Осталь- Осталь- Остальноеноеное римечание: Кремне-меднолов нна  лигатура имела следую11ий остав, вес.%: Кремний5,7 Медь64,8 Олово .29,5 Соотношение магни  и алюмини  алюминиево-магниевом порошке, ес.%: Магний49,5 Алкминий50,5 Наплавка осуществл лась на алюиниевую пластину плав щимс  электодом на режиме:

Ид « 18-20 В, 1 ев 200-210 А, ТОК посто нный, пол рность обратна  в среде аргона. В качестве плав щегос  электрода использовались испытуемые порошковые электроды.

Сварочно-технологические характеристики процесса наплавки

Сварочно-технологические характеристики процесса наплавки, химический состав и свойства наплавленного металла приведены в табл. 2-4.

Таблица

Стабилен

Удовлетворительное Химический состав наплавленного металла

Нет

Удовлетворительное

Таблица 3

Claims (2)

1. СОСТАВ ПРОВОЛОКИ ДЛЯ НАПЛАВКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, пре·^ имущественно порошковой, содержащий алюминий, кремний, медь, олово, магний, цирконий, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости наплавленного металла и улучшения сварочно-технологических свойств проволоки, состав содержит цирконий в виде фторцирконат.а калияф медь) кремний и олово в виде лигатуры, а магний в виде алюминиево-магниевого порошка при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Кремне-медно- оловянная лигатура Алюминиево-магни- 11,85-20-,75 евый порошок 0,4-2,0 Фторцирконат калия 0,017-1,3 Алюминий в виде оболочки .Остальное

2. Состав проволоки по π. 1, о т личающ и й с я тем, что

лигатура медь-кремний-олово имеет Q следующий состав, вес.%: Кремний 4-9 Медь 60-70 у) Олово 25-31 С 3. Состав проволоки по п. 1, о т- личающ ийс я тем, что алю- н* миниево-магниевый порошок имеет 'ми' следующий состав, вес.%: Алюминий 50-60 Магний 40-50 4*>ь