SU913673A1

SU913673A1 - Composition of electrode coating

Info

Publication number: SU913673A1
Application number: SU802915686A
Authority: SU
Inventors: E A Kosobokov; A G Peterman; V D Averin; L M Zhgun; S S Galushko
Original assignee: V Pt I Energet Mash
Priority date: 1980-03-04
Filing date: 1980-03-04
Publication date: 1984-02-23

Description

Изобретение относится</td><td> к области</td><td> </td><td colspan="2"> дий, ферросилиций, ферротитан, фер-</td></tr> <tr><td colspan="2"> сварки и наплавки, в частности,к</td><td> </td><td colspan="2"> рохром, дополнительно вводят ферро-</td></tr> <tr><td> сварочным материалам.</td><td> </td><td> </td><td> марганец и селен при</td><td> следующем соот-</td></tr> <tr><td colspan="2"> Известны различные электродные</td><td> </td><td> ношении компонентов,</td><td> мас.%:</td></tr> <tr><td> покрытия, например состав</td><td> [1], со-</td><td> </td><td> Плавиковый шпат</td><td> 12-14</td></tr> <tr><td colspan="2"> держащий следующие компоненты,</td><td> 5</td><td> Рутиловый концент</td><td> -</td></tr> <tr><td> мае.%:</td><td> </td><td> </td><td> рат</td><td> 3-6</td></tr> <tr><td> Мрамор</td><td> 1-5-17</td><td> </td><td> Ферротитан</td><td> 3-6</td></tr> <tr><td> Плавиковый шпат</td><td> 25-30</td><td> </td><td> Ферросилиций</td><td> 2-5</td></tr> <tr><td> Рутиловый концентрат</td><td> 15-20</td><td> </td><td> Феррохром </td><td> 18-20</td></tr> <tr><td> Феррованадий</td><td> 13-15</td><td> 10</td><td> Феррованадий</td><td> 7-1.0</td></tr> <tr><td> Графит</td><td> 15-20</td><td> </td><td> Ферромолибден</td><td> 18-20</td></tr> <tr><td colspan="2"> Это покрытие имеет низкие тех-</td><td> </td><td> Графит.</td><td> 3-6</td></tr> <tr><td colspan="2"> нологические характеристики и не</td><td> </td><td> Ферромарганец</td><td> 4-6</td></tr> <tr><td colspan="2"> обеспечивает высокой износостойкое-</td><td> </td><td> Селен</td><td> 0,5-3</td></tr> <tr><td> ти наплавленного металла</td><td> по следую-</td><td> 15</td><td> Мрамор</td><td> Остальное</td></tr> <tr><td> щим причинам.</td><td> </td><td> </td><td> Марганец и селен</td><td> могут вводиться</td></tr> </table> Вследствие высокого содержания графита . (15—20%) наплавленный металл склонен к трещинообразованию. Весь ванадий связан в твердые карбиды ванадия, расположенные в хрупком цементите, что резко снижает эксплуатационные характеристики наплавки при работе ударными нагрузками. По приведенной причине затруднена и механическая обработка металла после наплавки. Наплавленная поверхность склонна к задирам и выкрашиванию карбидов ванадия, что также” снижает эффект применения электродов . Из известных наиболее близким к изобретению по составу является электродное покрытие, содержащее следующие компоненты, мас.%: Графит Ферромолибден Феррованадий Ферросилиций Феррониобий Ферротитан Хром металлический Алюминиевый порошок Мрамор Плавиковый шпат Рутцловый концентрат Однако наплавленный данными электродами металл склонен к трещинообразованию и плохо обрабатывается резанием вследствие дисперсионного твердения' при выделении и коагуляции карбидной фазы в присутствии легкоплавких сульфидных сос тавляющих матрицы. 2.5- 4,0 35 15-20 ' 6-10 2-3 5-7 5-10 40 8-12 2-5 22-26, 10-15 4.5- 8,5 Г2 1.45 20 25 30 50 Целью изобретения является со&ание электродного покрытия, обеспе- 55 чивающего получение наплавленного металла с повышенной стойкостью к трещинообразованию, улучшенной обрабатываемостью и стойкостью к задирам. 60 Для достижения указанной цели в известный состав электродного покрытия, содержащего мрамор, плавиковый шпат, рутиловый концентрат, графит, ферромолибден, феррована- 65 в виде селенида марганца. Для улучшения обрабатываемости наплавленного металла покрытие содержит селен или его тугоплавкие соединения. Селен или его тугоплавкие соединения, например селенид марганца, повышает стойкость наплавленного металла к трещинообразованию, связывая серу в тугоплавкие соединения типа оксисульфоселенидов. Введение марганца предотвращает образование легкоплавких железосернистых эвтектик. При совместном с титаном воздействии сера связана в сложные соединения, расположенные внутри карбидов титана. Указанные пределы содержания марганца определяются интервалом оптимального воздействия на металл в процессе его переноса через дуговой промежуток и кристаллизации. При содержании марганца менее предлагаемого резко снижается эффект раскисления и десульфурации сварочной ванны. Повышение: содержания марганца сверх принятого приводит к расширению температурного интервала хрупкости. Содержание селена определяется областью его положительного влияния на свойства наплавленного металла. При содержании селена менее 0,5% пропадает положительный эффект его воздействия. Содержание селена свыше 3%. снижает технологические характеристики покрытия, поскольку начинает проявляться отрицательное воздействие свободного селена на1'· показатели ударной вязкости и пластичности металла. Данный состав электродного покрытия является оптимальным при принятой системе карбидного упрочнения наплавленного металла. Совместное легирование наплавленного металла такими элементами как углерод, титан, ванадий, молибден, хром приводит к образованию микроструктуры, состоящей из большого количества твердых высокодисперс913673 ных карбидов, равномерно распределенных в вязкой пластичной матрице, что придает металлу высокую твердость, прочность, теплостойкость и износостойкость. Нижний предел содержания графита обусловливается необходимостью получения карбидов хрома, ванадия, молибдена. Повышение содержания углерода более 6% резко снижает стойкость к образованию горячих трещин в процессе наплавки, а также вызывает охрупчивание матрицы. Комплексное легирование по данной рецептуре позволяет получить наплавленный металл с высокими прочностями, например твердостью 52-56 НЕС, и высокой износостойкостью без последующей термообработки. Для исследований были изготовлены известный состав (прототип) и шесть составов электродных покрытий на проволоке Св-0,8А 0,5 мм. В качестве связующего использовалось натриевое жидкое стекло, для придания электродной массе пластичности в процессе опрессовки добавлялась сода. После изготовления электроды прошли прокалку. Составы покрытий отличались содержанием карбидообраэующих компонентов и селенида марганца (см. таблицу). Изготовленные электроды подвергались испытанию, путем наплавки специальных образцов и рабочих поверхностей опытных прессовых штампов из стали 5ХНМ. Результаты испытания данного 5 состава электродного покрытия показали, что электроды обеспечивают хорошие сварочно-технологические свойства, а наплавленный металл обладает высокой износостойкостью при 10 горячей штамповке заготовок из легированных сталей. Так, стойкость штампа для турбинных лопаток поднялась с 90 лопаток до 220 шт.. Усредненная стойкость штампов с 15 наплавкой в 2,5 раза выше, чем штампа из стали 5ХНМ без наплавки. При содержании легирующих компонентов ниже оптимального предела падают показатели прочности и иэ20 носоустойчивости, при содержании выше оптимального возрастает склонность наплавленного металла к трещи нообразованию. В наплавке электродами по прототипу образуются тре25 щины, вызывающие разрушение матрицы штампа. Введение тугоплавких соединений селена в указанных пределах резко снижает склонность к ” задирам наплавленного металла и эп улучшает шлифуемость на 50-75%. $ Технология изготовления электродов с новым электродным покрытием не изменяется по сравнению с используемой для известного электродного покрытия. <table border="1"> <tr><td rowspan="2"> Компонент</td><td colspan="7"> Содержание, мас.%</td></tr> <tr><td> прототип</td><td> 1</td><td> 2</td><td> 3</td><td> 4</td><td> 5</td><td> 6</td></tr> <tr><td> Мрамор</td><td> 24</td><td> 28</td><td> 18</td><td> 26</td><td> 26</td><td> 24</td><td> 24</td></tr> <tr><td> Плавиковый шпат</td><td> 12</td><td> 12</td><td> 12</td><td> 12</td><td> 14</td><td> 12</td><td> 12</td></tr> <tr><td> Ферромарганец</td><td> -</td><td> 5,0</td><td> 5,0</td><td> 4,5</td><td> 4,0</td><td> 1,0-</td><td> . 4'θ</td></tr> <tr><td> Ферросилиций</td><td> 1,0</td><td> 3,0</td><td> з,о</td><td> 3,0</td><td> 1 4,0</td><td> 4,0</td><td> 4,0</td></tr> <tr><td> Феррованадий</td><td> 10</td><td> 7,0</td><td> 10</td><td> 7,0</td><td> 7,0</td><td> 8,0</td><td> , 8,0</td></tr> <tr><td> Ферромолибде н</td><td> 8</td><td> 6,0</td><td> 6,0</td><td> 5,0</td><td> 4,0</td><td> 3,0</td><td> 3,0</td></tr> <tr><td> Рутил</td><td> 4</td><td> 3,0</td><td> 6,0</td><td> 4,0</td><td> 3,0</td><td> 4,0</td><td> 3,0</td></tr> <tr><td> Графит Селедид марган-</td><td> 4</td><td> 3,0</td><td> 6,0</td><td> 4,0</td><td> з,о</td><td> 4,0</td><td> 3,0</td></tr> <tr><td> ;Ца</td><td> -</td><td> -</td><td> -</td><td> -</td><td> 0,5</td><td> 3,σ</td><td> 3,0</td></tr> <tr><td> Ферротитан</td><td> 10</td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> 3,0</td></tr> </table> The invention relates </ td> <td> to area </ td> <td> </ td> <td colspan = "2"> diy, ferrosilicon, ferrotitanium, fer - </ td> </ tr> <tr> <td colspan = "2"> welding and surfacing, in particular, to </ td> <td> </ td> <td colspan = "2"> rochrome, additionally injected ferro - </ td> </ tr> <tr> <td> welding materials. </ td> <td> </ td> <td> </ td> <td> manganese and selenium with </ td> <td> as follows - </ td> </ tr> <tr> <td colspan = "2"> There are various electrode </ td> <td> </ td> <td> wearing components, </ td> <td> wt.%: </ td> </ tr> <tr> <td> coatings, such as composition </ td> <td> [1], co - </ td> <td> </ td> <td> Fluorspar </ td> <td> 12-14 </ td> </ tr> <tr> <td colspan = "2"> holding the following components, </ td> <td> 5 </ td> <td> Rutile concentrate </ td> <td> - </ td> </ tr> <tr> <td> May.%: </ td> <td> </ td> <td> </ td> <td> war </ td> <td> 3-6 </ td> </ tr> <tr> <td> Marble </ td> <td> 1-5-17 </ td> <td> </ td> <td> Ferrotitanium </ td> <td> 3-6 </ td> </ tr> <tr> <td> Fluorspar </ td> <td> 25-30 </ td> <td> </ td> <td> Ferrosilicon </ td> <td> 2-5 </ td> </ tr> <tr> <td> Rutile concentrate </ td> <td> 15-20 </ td> <td> </ td> <td> Ferrochrome </ td> <td> 18-20 </ td> </ tr> <tr> <td> Ferrovanadium </ td> <td> 13-15 </ td> <td> 10 </ td> <td> Ferrovanadium </ td> <td> 7-1.0 </ td> </ tr> <tr> <td> Graphite </ td> <td> 15-20 </ td> <td> </ td> <td> Ferromolybdenum </ td> <td> 18-20 </ td> </ tr> <tr> <td colspan = "2"> This coating has a low tech. </ td> <td> </ td> <td> Graphite. </ td> <td> 3-6 </ td> </ tr> <tr> <td colspan = "2"> nological characteristics and not </ td> <td> </ td> <td> Ferromanganese </ td> <td> 4-6 </ td> </ tr> <tr> <td colspan = "2"> provides high wear resistance - </ td> <td> </ td> <td> Selenium </ td> <td> 0.5-3 </ td> </ tr> <tr> <td> tee weld metal </ td> <td> follow - </ td> <td> 15 </ td> <td> Marble </ td> <td> Else </ td> </ tr> <tr> <td> for general reasons. </ td> <td> </ td> <td> </ td> <td> Manganese and Selenium </ td> <td> can be entered </ td> </ tr> </ table> Due to high graphite content. (15-20%) weld metal is prone to cracking. All vanadium is bound to solid vanadium carbides located in brittle cementite, which drastically reduces the performance characteristics of surfacing when operating with shock loads. For the given reason, the machining of the metal after surfacing is also difficult. The deposited surface is prone to bullying and chipping vanadium carbides, which also “reduces the effect of the use of electrodes. Of the known, the electrode coating is the closest to the invention, containing the following components, wt%: Graphite Ferromolybdenum Ferrovanadium Ferrosilicon Ferroniobium Ferrotitanium Metallic Chrome Aluminum Powder Marble Fluorspar Rutz concentrate However, the metal deposited by these electrodes is prone to cracking and is poorly processed by cutting due to precipitation hardening when the carbide phase is precipitated and coagulated in the presence of low-melting sulfide matrix components. 2.5-4.0 35 15-20 '6-10 2-3 5-7 5-10 40 8-12 2-5 22-26, 10-15 4.5-8.5 G2 1. 45 20 25 30 50 The aim of the invention is to maintain & a electrode coating that provides a deposited metal with increased crack resistance, improved machinability and scratch resistance. 60 To achieve this goal, the known composition of the electrode coating containing marble, fluorspar, rutile concentrate, graphite, ferromolybdenum, ferro-65 in the form of manganese selenide. To improve the workability of the weld metal, the coating contains selenium or its refractory compounds. Selenium or its refractory compounds, such as manganese selenide, increases the resistance of the weld metal to cracking by linking sulfur to refractory compounds like oxysulfoselenides. The introduction of manganese prevents the formation of low-melting iron-sulfur eutectics. When combined with titanium, the effect of sulfur is combined into complex compounds located inside titanium carbides. The indicated limits on the content of manganese are determined by the interval of the optimal effect on the metal in the process of its transfer through the arc gap and crystallization. When the content of manganese is less than proposed, the effect of deoxidation and desulfurization of the weld pool is sharply reduced. Increase: manganese content over adopted leads to the expansion of the temperature range of fragility. The content of selenium is determined by the area of its positive influence on the properties of the weld metal. When selenium content is less than 0.5%, the positive effect of its effect disappears. The content of selenium over 3%. reduces the technological characteristics of the coating, since the negative effect of free selenium on 1 'begins to manifest itself; impact strength and ductility of the metal. This composition of the electrode coating is optimal with the adopted system of carbide hardening of the weld metal. Co-alloying of the weld metal with elements such as carbon, titanium, vanadium, molybdenum, chromium leads to the formation of a microstructure consisting of a large amount of solid highly dispersed 913673 carbides uniformly distributed in a viscous plastic matrix, which gives the metal high hardness, strength, heat resistance and wear resistance. The lower limit of graphite content is due to the need to obtain chromium, vanadium, and molybdenum carbides. Increasing the carbon content of more than 6% dramatically reduces the resistance to hot cracking during the deposition process, and also causes embrittlement of the die. Complex doping in this recipe allows to obtain a weld metal with high strengths, for example, hardness of 52-56 HEC, and high wear resistance without subsequent heat treatment. For the research, a known composition (prototype) and six compositions of electrode coatings on wire Sv-0.8A 0.5 mm were manufactured. Sodium glass was used as a binder, soda was added during the crimping process to give the electrode mass plasticity. After production, the electrodes were calcined. The coating compositions differed in the content of carbide-forming components and manganese selenide (see table). Manufactured electrodes were tested by surfacing special samples and working surfaces of experienced pressing dies of steel 5HNM. The test results of this 5 of the composition of the electrode coating showed that the electrodes provide good welding and technological properties, and the weld metal has a high wear resistance at 10 hot stamping of blanks from alloyed steels. Thus, the durability of the stamp for turbine blades has risen from 90 blades to 220 pcs. Averaged durability of punches from 15 overlaying 2.5 times higher than Stamp of steel 5HNM without welding. When the content of the alloying components is below the optimal limit, the strength indicators and the resistance to wear diminish, and when the content is above the optimum, the tendency of the weld metal to cracking increases. The prototype electrode cladding produces cracks that cause the die matrix to break. The introduction of refractory selenium compounds within the specified limits dramatically reduces the tendency to "bumps of the weld metal and EP improves grindability by 50-75%. $ The technology of manufacturing electrodes with a new electrode coating does not change as compared to that used for a known electrode coating. <table border = "1"> <tr> <td rowspan = "2"> Component </ td> <td colspan = "7"> Content, wt.% </ Td> </ tr> <tr> <td> prototype </ td> <td> 1 </ td> <td> 2 </ td> <td> 3 </ td> <td> 4 </ td> <td> 5 </ td> <td> 6 </ td> </ tr> <tr> <td> Marble </ td> <td> 24 </ td> <td> 28 </ td> <td> 18 </ td> <td> 26 </ td> <td> 26 </ td> <td> 24 </ td> <td> 24 </ td> </ tr> <tr> <td> Fluorspar </ td> <td> 12 </ td> <td> 12 </ td> <td> 12 </ td> <td> 12 </ td> <td> 14 </ td> <td> 12 </ td> <td> 12 </ td> </ tr> <tr> <td> Ferromanganese </ td> <td> - </ td> <td> 5.0 </ td> <td> 5.0 </ td> <td> 4.5 </ td> <td> 4.0 </ td> <td> 1.0 - </ td> <td> . 4 ' θ </ td> </ tr> <tr> <td> Ferrosilicon </ td> <td> 1.0 </ td> <td> 3.0 </ td> <td> W, o </ td> <td> 3.0 </ td> <td> one 4.0 </ td> <td> 4.0 </ td> <td> 4.0 </ td> </ tr> <tr> <td> Ferrovanadium </ td> <td> 10 </ td> <td> 7.0 </ td> <td> 10 </ td> <td> 7.0 </ td> <td> 7.0 </ td> <td> 8.0 </ td> <td> 8.0 </ td> </ tr> <tr> <td> Ferromolybde n </ td> <td> 8 </ td> <td> 6.0 </ td> <td> 6.0 </ td> <td> 5.0 </ td> <td> 4.0 </ td> <td> 3.0 </ td> <td> 3.0 </ td> </ tr> <tr> <td> Rutile </ td> <td> 4 </ td> <td> 3.0 </ td> <td> 6.0 </ td> <td> 4.0 </ td> <td> 3.0 </ td> <td> 4.0 </ td> <td> 3.0 </ td> </ tr> <tr> <td> Graphite Celedid margan - </ td> <td> 4 </ td> <td> 3.0 </ td> <td> 6.0 </ td> <td> 4.0 </ td> <td> W, o </ td> <td> 4.0 </ td> <td> 3.0 </ td> </ tr> <tr> <td> ; Ca </ td> <td> - </ td> <td> - </ td> <td> - </ td> <td> - </ td> <td> 0.5 </ td> <td> 3, σ </ td> <td> 3.0 </ td> </ tr> <tr> <td> Ferrotitanium </ td> <td> 10 </ td> <td> </ td> <td> </ td> <td> </ td> <td> </ td> <td> </ td> <td> 3.0 </ td> </ tr> </ table>

Claims

<claim-text> COMPOSITION OF ELECTRODE COATING mainly for surfacing containing marble, fluorspar, rutile concentrate, ferrotitanium, ferrosilicon, ferrochrome, ferrovanne - </ claim-text> <table border = "1"> <tr> <td colspan = "2"> di, ferromolybdenum and graphite, o t - </ td> </ tr> <tr> <td> distinguished by </ td> <td> what, with </ td> </ tr> <tr> <td> the goal of reducing the propensity </ td> <td> deposited </ td> </ tr> <tr> <td colspan = "2"> to cracking, </ td> </ tr> <tr> <td> it additionally contains </ td> <td> ferromar - </ td> </ tr> <tr> <td colspan = "2"> Ghanaian and selenium in the following ratio </ td> </ tr> <tr> <td> components, May.% </ td> <td> </ td> </ tr> <tr> <td> Fluorspar </ td> <td> 12-14 </ td> </ tr> <tr> <td> Rutile concentrate - </ td> <td> </ td> </ tr> <tr> <td> Rat </ td> <td> 3-6 </ td> </ tr> <tr> <td> Ferrotitanium </ td> <td> 3-6 </ td> </ tr> <tr> <td> Ferrosilicon </ td> <td> 2-5 </ td> </ tr> <tr> <td> Ferrochrome </ td> <td> 18-20 </ td> </ tr> <tr> <td> Ferrovanadium </ td> <td> 7-10 </ td> </ tr> <tr> <td> Ferromolybdenum </ td> <td> .18-20 </ td> </ tr> <tr> <td> Graphite </ td> <td> 3-6 </ td> </ tr> <tr> <td> Ferromanganese </ td> <td> 4-6 </ td> </ tr> <tr> <td> Selenium </ td> <td> 0.5-3 </ td> </ tr> <tr> <td> Marble </ td> <td> Else </ td> </ tr> </ table> <claim-text> with </ claim-text> <claim-text> 5C ,,,, 913673 </ claim-text> <claim-text> 1 </ claim-text> <claim-text> 9 1 .3 67 3 </ claim-text> <claim-text> 2 </ claim-text> <table border = "1"> <tr> <td>