×
20.09.2013
216.012.6ac3

ШИХТА ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может быть использовано при наплавке рабочих поверхностей деталей металлургического оборудования, к которым предъявляются повышенные требования по твердости и износостойкости. Шихта содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 1-3, 6; хром 6,5-14,0; молибден 5-21; вольфрам 3-24; ванадий 2-6; алюминий 1-4,5; пыль электрофильтров алюминиевого производства 3-15; железо - остальное. Использование шихты обеспечивает высокие механические свойства наплавленного металла, в частности, твердости за счет снижения загрязненности стали неметаллическими оксидными включениями, повышение устойчивости горения дуги за счет введения элементов, облегчающих ионизацию в столбе дуги, улучшение формирования наплавленного металла, исключение порообразования, а также снижение себестоимости сварочного процесса за счет оптимизации состава шихты и использования отходов производства. 3 табл.
Основные результаты: Шихта порошковой проволоки, содержащая углерод, хром, молибден, вольфрам, ванадий, алюминий и железо, отличающаяся тем, что она содержит дополнительно пыль электрофильтров алюминиевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%: при этом пыль электрофильтров алюминиевого производства имеет следующий состав, мас.%: AlO=21-46,23; F=18-27; NaO=8-15; KO=0,4-6; CaO=0,7-2,3; SiO=0,5-2,48; FeO=2,1-3,27; C=12,5-30,2; MnO=0,07-0,9; MgO=0,06-0,9; S=0,09-0,19; P=0,1-0,18.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к производству порошковой проволоки, и может быть использовано при наплавке рабочих поверхностей деталей металлургического оборудования, к которым предъявляются повышенные требования по твердости и изностойкости.

Известна, выбранная в качестве прототипа [1], шихта порошковой проволоки содержащая углерод, хром, вольфрам, ванадий, кремнефтористый натрий, серу, кобальт, молибден и алюминий при соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 1-3,6
Хром 6,5-12,0
Вольфрам 6-21
Молибден 8-17
Ванадий 2-6
Алюминий 1-4,5
Кремнефтористый натрий 0,6-3,6
Сера 0,9-3
Кобальт 12-13
Железо остальное

Существенными недостатками данной шихты порошковой проволоки являются:

- пониженные механические свойства наплавленного металла, в частности твердости, за счет повышенной загрязненности стали неметаллическими оксидными включениями;

- высокая стоимость сварочного процесса за счет использования дорогостоящих материалов в значительных количествах (вольфрама, молибдена и кремнефтористого натрия)

- плохая устойчивость горения дуги в связи с отсутствием в шихте элементов, облегчающих ионизацию в столбе дуги;

- низкое качество наплавленного металла в связи с порообразованием и повышенным содержанием водорода.

Желаемыми техническими результатами изобретения являются:

- повышение механических свойств наплавленного металла, в частности твердости, за счет снижение загрязненности стали неметаллическими оксидными включениями;

- снижение стоимости сварочного процесса за счет оптимизации состава шихты и использования отходов производства;

- повышение устойчивости горения дуги за счет введения элементов, облегчающих ионизацию в столбе дуги;

- улучшение формирования наплавленного металла и исключение порообразования за счет введения фторсодержащих компонентов и создания дополнительной газовой защиты.

Для этого предлагается шихта порошковой проволоки, содержащая углерод, хром, молибден, вольфрам, ванадий, алюминий и железо, в которой взамен кремнефтористого натрия содержится пыль электрофильтров алюминиевого производства, при этом пыль электрофильтров алюминиевого производства имеет следующий состав, мас.%: Al2O3=21-46,23; F+=18-27; Na2O=8-15; K2O=0,4-6%, CaO=0,7-2,3; SiO2=0,5-2,48; Fe2O3=2,1-3,27; Cобщ=12,5-30,2, MnO=0,07-0,9, MgO=0,06-0,9, S=0,09-0,19, P=0,1-0,18;

при соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 1-3,6
Хром 6,5-14,0
Молибден 5-21
Вольфрам 3-24
Ванадий 2-6
Алюминий 1-4,5
Пыль электрофильтров алюминиевого производства 3-15
Железо Остальное

Заявляемые пределы подобраны эмпирическим путем исходя из качества, получаемого при наплавке металла, стабильности процесса наплавки и требуемых механических свойств.

Введение в состав шихты порошковой проволоки пыли электрофильтров алюминиевого производства обусловлено содержанием в составе последнего элементов позволяющих:

- проводить удаление водорода за счет комплекса фторсодержащих соединений (типа Na2SiF6, NaF, KF, CFx (1≥x>0), AlF3, Na3AlF6) разлагающихся при температурах сварочных процессов с выделением F, который в свою очередь взаимодействует с водородом растворенным в стали с образованием газообразного соединения HF;

- повысить устойчивость горения дуги за счет элементов, облегчающих ионизацию в столбе дуги - калия и натрия;

- проводить интенсивное науглероживание при взаимодействии фтористого углерода CFx (1≥x>0) с карбидообразующими элементами

Для изготовления шихта порошковой проволоки использовали пыль электрофильтров алюминиевого производства со следующим химическим составом, мас.%: Al2O3=21-46,23; F+=18-27; Na2O=8-15; K2O=0,4-6%, CaO=0,7-2,3; SiO2=0,5-2,48; Fe2O3=2,1-3,27; Cобщ=12,5-30,2, MnO=0,07-0,9, MgO=0,06-0,9, S=0,09-0,19, P=0,1-0,18.

Нижние пределы по содержанию в шихте порошковой проволоки пыли электрофильтров алюминиевого производства определяется эффективностью ее применения для получения качественного наплавленного металла. Увеличение содержания пыли электрофильтров в шихте выше верхних граничных значений (более 15%) приводит к существенному изменению коэффициента заполнения порошковой проволоки, что нежелательно, так как требует корректировки пределов шихты, а также увеличивает количество шлака.

Порошковая проволока изготавливалась из стали 0,8 кп (оболочка) из стальной холоднокатаной ленты размером 0,8 мм толщиной и 15 мм шириной и заявляемой шихт (сердечника). Компоненты шихты перемешивались в специальном приспособлении для получения однородной массы. Загрузка шихты в порошковую проволоку осуществляется с помощью дозатора. Перед закаткой порошковую проволоку прокаливали в сушильном шкафу для удаления влаги при температуре 300-350°C. Коэффициент заполнения порошковой проволоки составлял 0,32-0,33, а диаметр готовой проволоки - 3,7 мм.

Влияние изменения химического состава компонентов с граничными, заграничными и заявляемыми пределами шихты порошковой проволоки приведены в таблице 1. Наплавку проводили в азотосодержащих защитно-легирующих газовых смесях на цилиндрических заготовках из стали 30ХГСА длинной 600 мм и диаметром 100 мм. Режимы плазменной наплавки приведены в таблице 2. После наплавки деталей производился замер твердости поверхности на приборе ТК-2М. Результаты измерения твердости наплавленного металла после наплавки и отпуска на вторичную твердость приведены в таблице 3. Режим трехкратного отпуска на вторичную твердость: нагрев до температуры 560°C и выдержка 1 час.

Контроль качества наплавленного металла производился визуально в процессе наплавки и по образцам, вырезанным из наплавленного слоя. Отделимость шлаковой корки оценивали визуально. Трещины во всех образцах в процессе наплавки и при охлаждении не обнаружены.

При наплавке образца №1 наблюдалось интенсивное кипение сварочной ванны. В этом случае в наплавленном металле наблюдалось значительное количество пор. Твердость металла после наплавки и отпуска значительно ниже средних значений, характерных для теплостойких инструментальных сталей. Снижение твердости обусловлено недостаточной степенью легирования твердого раствора и незначительным количеством упрочняющей карбидной фазой. Качество наплавленного металла образцов №2-4 и его твердость после наплавки и отпуска удовлетворяет требованиям, предъявляемым к качеству и твердости наплавленного металла. При наплавке образца №5 на поверхности металла наблюдается значительное количество шлака. Образцы, вырезанные из наплавленного металла, содержат значительное количество неметаллических шлаковых включений, что в значительной степени снижает твердость.

Использование заявляемой смеси по сравнению с базовой (прототип) позволяет:

- повысить твердость наплавленного рабочего слоя наплавляемого металла до 62-65 HRC (против 50-54 HRC в прототипе);

- снизить стоимость сварочного процесса за счет оптимизации состава шихты и использования отходов производства;

- повысить устойчивость горения дуги за счет введения элементов, облегчающих ионизацию в столбе дуги;

- улучшить формирования наплавленного металла и исключение порообразования за счет введения фторсодержащих компонентов и создания дополнительной газовой защиты.

Источники информации

1. пат РФ №2088392 кл B23K 35/36

Таблица 1
Химический состав шихты порошковой проволоки
Ингредиенты Содержание, мас.%
Вариант
1 2 3 4 5
Углерод 0,8 1,0 2,8 3,6 4,6
Хром 4,0 6,5 10,2 14,0 16,0
Молибден 3,0 5,0 13,0 21,0 22,0
Вольфрам 2,0 3,0 13,5 24,0 25,0
Ванадий 1,0 2,0 4,0 6,0 6,5
Алюминий 0,6 1,0 2,8 4,5 5,0
Пыль электрофильтров алюминиевого производства 2,5 3,0 9,0 15,0 15,5
Железо 86,1 78,5 44,7 11,9 5,4

Таблица 2
Режимы плазменной наплавки порошковой проволокой
Ток, А Напряжение, В Скорость подачи проволоки, см/с Средняя скорость наплавки, см/с Шаг наплавки, мм Расход газов, см3
Плазмообразующий, аргон Защитный, азот
180-200 50-60 0,9 0,48 14 10 34

Таблица 3
Результаты замера твердости наплавленного металла
Номер состава шихты Твердость HRC Качество наплавленного металла
После наплавки После отпуска на вторичную твердость
1 49-51 54-55 Качество неудовлетворительное, значительное количество пор
2 46-47 62-63 Качество хорошее, поры и трещины отсутствуют.
3 46,5-47,5 62,5-64 Качество хорошее, поры и трещины отсутствуют.
4 47-48 63-65 Качество хорошее, поры и трещины отсутствуют.
5 47-48 63,5-65 Качество неудовлетворительное, на поверхности наплавленного металла значительное количество шлаковых включений.

Шихта порошковой проволоки, содержащая углерод, хром, молибден, вольфрам, ванадий, алюминий и железо, отличающаяся тем, что она содержит дополнительно пыль электрофильтров алюминиевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%: при этом пыль электрофильтров алюминиевого производства имеет следующий состав, мас.%: AlO=21-46,23; F=18-27; NaO=8-15; KO=0,4-6; CaO=0,7-2,3; SiO=0,5-2,48; FeO=2,1-3,27; C=12,5-30,2; MnO=0,07-0,9; MgO=0,06-0,9; S=0,09-0,19; P=0,1-0,18.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 23 items.
20.06.2013
№216.012.4b9a

Керамический флюс-добавка

Изобретение относится к электродуговой сварке сталей под флюсом, в частности к флюсам, предназначенным для примешивания к плавленым флюсам. Керамический флюс-добавка предназначен для примешивания к плавленым и керамическим флюсам на основе жидкого стекла в количестве 9,5-24%. Керамический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484936
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.09.2013
№216.012.6ac2

Шихта порошковой проволоки

Изобретение может быть использовано при наплавке рабочих поверхностей деталей металлургического оборудования, к которым предъявляются повышенные требования по твердости и износостойкости. Шихта порошковой проволоки содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 1-3,6; хром...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492981
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6ac4

Флюс для сварки

Изобретение может быть использовано при сварке изделий, работающих при отрицательных температурах. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: пылевидные отходы производства извести 33,9-44,5, пылевидные отходы производства ферросилиция 20,5-31,1, пылевидные отходы производства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492983
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.06.2014
№216.012.cc28

Порошковая проволока

Изобретение может быть использовано при наплавке под флюсом для восстановления изношенных деталей и получения износостойкого защитного покрытия на деталях металлургического оборудования, работающих в условиях сжатия и абразивного износа при температурах 600°C, например прокатных валков черновых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518035
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.ccd8

Порошковая проволока

Изобретение может быть использовано при наплавке под флюсом для восстановления изношенных деталей и получения износостойкого защитного покрытия на деталях металлургического оборудования, работающих в условиях сжатия и абразивного износа при температурах 600°C. Порошковая проволока содержит,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518211
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.10.2015
№216.013.81b4

Флюс-добавка

Изобретение относится к электродуговой сварке сталей под флюсом, в частности к флюсам. Флюс-добавка, предназначенный для примешивания к сварочным флюсам, на основе жидкого стекла содержит пыль электрофильтров алюминиевого производства и натриевого жидкого стекла при соотношении компонентов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564801
Дата охранного документа: 10.10.2015
20.10.2015
№216.013.8741

Теплоизолирующая шлакообразующая смесь

Изобретение относится к черной металлургии. Смесь содержит, мас.%: шлакообразующий материал 50-65 и органическую добавку 35-50. В качестве шлакообразующего материала используют микрокремнезем, а в качестве органической добавки используют смесь, содержащую, мас.%: шелуху зерновых культур 40-60 и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566228
Дата охранного документа: 20.10.2015
20.10.2015
№216.013.8742

Теплоизолирующая шлакообразующая смесь

Изобретение относится к черной металлургии. Смесь содержит, мас.%: шлакообразующий материал 55-65 и органическую добавку 35-45. Шлакообразующий материал содержит, мас.%: микрокремнезем 37, пыль газоочистки производства алюминия 21 и пыль известкового производства 42. В качестве органической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566229
Дата охранного документа: 20.10.2015
20.10.2015
№216.013.8748

Флюс для сварки и наплавки

Изобретение может быть использовано при электродуговой сварке и наплавке легированных сталей под флюсом. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали 30,0-50,0, пылевидные отходы производства алюминия 5,0-30,0, жидкое стекло...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566235
Дата охранного документа: 20.10.2015
20.10.2015
№216.013.8749

Флюс для сварки и наплавки

Изобретение может быть использовано при электродуговой сварке и наплавке легированных сталей под флюсом. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали 30,0-50,0 и жидкое стекло 50,0-70,0. Ковшевой шлак производства рельсовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566236
Дата охранного документа: 20.10.2015
Showing 1-10 of 104 items.
27.01.2013
№216.012.2071

Способ разработки крутых пластов скважинной гидродобычей с попутной добычей метана

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено при отработке оставляемых целиков угля с высокой газоносностью, отработка которых по тем или иным причинам не может быть произведена традиционными способами. Способ включает отработку угольного пласта камерами в восходящем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473806
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.04.2013
№216.012.325a

Трехщековая дробильная машина

Изобретение направлено на обеспечение в дробильной машине оптимального для данной конструкции движения щек. Трехщековая дробильная машина содержит неподвижную щеку, основную и промежуточную подвижные щеки, соединенные шарнирно. Входящее в состав дробилки трехпарное опорное звено выполнено в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478433
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.3385

Композиционный электрически взрываемый проводник для электровзрывного напыления покрытий или электровзрывного легирования поверхности металлов и сплавов

Проводник состоит из оболочки и сердечника, выполненного в виде порошка. Оболочка состоит из двух слоев электрически взрываемой плоской фольги массой 60…360 мг. Масса сердечника составляет 0,5…2,0 массы фольги. Техническим результатом изобретения является улучшение качества композиционных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478732
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.06.2013
№216.012.4b68

Пространственный смесительный механизм

Изобретение относится к смесителям и может быть использовано в пищевой и строительной промышленности. Устройство содержит гидроцилиндр возвратно-поступательного действия и пространственное коромысло со смесительной лапой. Шток поршня гидроцилиндра и пространственное коромысло соединены через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484886
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4b7f

Электромеханический кантователь прокатного стана

Изобретение предназначено для повышения нагрузочной способности и долговечности кантователя сортового проката и его заготовок. Электромеханический кантователь прокатного стана содержит корпус кантователя, относительно которого происходит движение, коромысло и шатун, удерживающие ролики,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484909
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4b9a

Керамический флюс-добавка

Изобретение относится к электродуговой сварке сталей под флюсом, в частности к флюсам, предназначенным для примешивания к плавленым флюсам. Керамический флюс-добавка предназначен для примешивания к плавленым и керамическим флюсам на основе жидкого стекла в количестве 9,5-24%. Керамический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484936
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4ba1

Боек цилиндроконический

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к бойкам ударных механизмов. Боек содержит цилиндрическую поршневую и коническую ударную части. Переход между цилиндрической и конической частями бойка выполнен по дуге окружности. Соотношение длин конической ударной части l и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484943
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4ba2

Ударник бурильной машины

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к ударникам бурильных машин. Ударник содержит генерирующую часть с образующей боковой поверхностью, ограниченную воспринимающим и выпуклым ударным торцами. Выпуклый ударный торец ударника выполнен с поверхностью, образованной вращением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484944
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.4fe8

Боёк цилиндро-псевдосферический

Изобретение относится к бойкам для машин ударного действия. Боек состоит из жестко соединенных между собой цилиндра и коаксиально расположенного в нем штока. Боковая поверхность штока является поверхностью постоянной отрицательной кривизны, образуемой вращением трактрисы около ее асимптоты. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486049
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.51ea

Система идентификации объектов управления

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в системах автоматического управления динамическими нестационарными объектами, математические модели которых содержат переменные операторы и/или параметры. Технический результат заключается в повышении точности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486563
Дата охранного документа: 27.06.2013
+ добавить свой РИД