×
26.08.2017
217.015.da43

Шихта порошковой проволоки

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может быть использовано при наплавке порошковой проволокой рабочих поверхностей деталей металлургического оборудования, к которым предъявляются повышенные требования по твердости и износостойкости. Шихта для порошковой проволоки содержит пыль электрофильтров алюминиевого производства и вольфрамовый концентрат КШ-4, при следующем соотношении компонентов, мас. %: вольфрамовый концентрат 19-81, пыль электрофильтров алюминиевого производства 19-81. Порошковая проволока с упомянутой шихтой обеспечивает снижение стоимости сварочного процесса за счет оптимизации состава шихты и повышение качественных показателей наплавляемого металла. 2 табл.
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 износостойкости.

Известно, что для наплавки ответственных изделий, эксплуатируемых при высоких температурах, к которым предъявляются высокие требования по твердости и износостойкости, используются сплавы и карбиды вольфрама [1]. Для получения ферровольфрама используют углеродсиликотермический способ выплавки с вычерпыванием сплава из печи [2]. При этом восстановление углеродом происходит по реакции:

Реакция идет с поглощением тепла, поэтому выплавку проводят в дуговых электропечах. При избытке углерода при электродуговой плавке возможно получение карбидов вольфрама по реакциям:

Следует отметить, что производство вольфрама связано с большими материальными затратами, при этом существующая схема производства включает в себя извлечение вольфрама при плавке ферросплавов с потерями вольфрама при производстве ферросплавов, а затем потери при введении сплавов в сталь. Предлагается введение в порошковую проволоку вольфрама в виде оксида и восстановление его при электродуговом разряде при наплавке стали с совмещением описанных выше реакций (1-3).

Известна выбранная в качестве прототипа [3] шихта порошковой проволоки, содержащая углерод, хром, молибден, вольфрам, ванадий, алюминий, железо, никель и пыль электрофильтров алюминиевого производства при соотношении компонентов, масс. %:

Углерод 1-3,6
Хром 6,5-14,0
Молибден 5-21
Вольфрам 1-8
Ванадий 2-6
Алюминий 1-4,5
Никель 3,2-20
Пыль электрофильтров алюминиевого производства 1-15
Железо остальное

при этом пыль электрофильтров алюминиевого производства имеет следующий состав, масс. %: Al2O3=20-48; F=18-27; Na2O=4-16; К2О=0,4-6%; СаО=0,7-1,8; SiO2=0,5-2,48; Fe2O3=1,7-3,27; Собщ=12-31; MnO=0,07-1,3; MgO=0,06-0,9; S=0,09-0,59; P=0,1-0,18.

Недостатками данной шихты порошковой проволоки являются:

- высокая стоимость сварочного процесса за счет использования дорогостоящих материалов в значительных количествах (вольфрама, молибдена, алюминия, никеля и др.) и входящих в состав шихты компонентов в связи с их использованием не в оксидном, а в восстановленном виде, а также высокие расходы при изготовлении проволоки в связи с необходимостью использования специального оборудования для измельчения полученных материалов до малых размеров,

- пониженные качественные показатели и в частности низкая твердость наплавляемого металла.

Техническими результатами изобретения являются:

- снижение стоимости сварочного процесса за счет оптимизации состава шихты и использования составляющих в виде оксидов,

- повышение качественных показателей наплавляемого металла.

Для этого предлагается шихта для порошковой проволоки, содержащая пыль электрофильтров алюминиевого производства, которая дополнительно содержит вольфрамовый концентрат КШ-4 при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Вольфрамовый концентрат 19-81
Пыль электрофильтров алюминиевого производства 19-81

при этом пыль электрофильтров алюминиевого производства имеет следующий состав, мас. %: Al2O3=21-43,27; F=18-27; Na2O=8-13; K2O=0,4-6%; СаО=0,7-2,1; SiO2=0,5-2,48; Fe2O3=2,1-2,3; Собщ=12,5-26,7; MnO=0,03-0,9; MgO=0,04-0,9; S=0,09-0,46; P=0,1-0,18.

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

Заявляемая шихта порошковой проволоки содержит вольфрамсодержащий концентрат, который позволяет значительно снизить стоимость шихты и получить наплавленный металл повышенной твердости и износостойкости.

Введение в состав шихты порошковой проволоки пыли электрофильтров алюминиевого производства позволяет:

- проводить интенсивное восстановление оксидов из вольфрамсодержащего концентрата, а также проводить науглероживание при взаимодействии фтористого углерода CFx (1≥х>0) с карбидообразующими элементами, что позволяет увеличить количество карбидной составляющей (преимущественно карбидов вольфрама) в структуре наплавленного металла и значительно повысить его твердость;

- проводить удаление водорода за счет комплекса фторсодержащих соединений (типа Na3AlF6, Na2SiF6, NaF, KF, CFx (1≥x>0), AlF3), разлагающихся при температурах сварочных процессов с выделением F, который в свою очередь взаимодействует с водородом, растворенным в стали с образованием газообразного соединения HF. Снижение содержания водорода в наплавленном металле уменьшает вероятность образования пор и холодных трещин в наплавленном металле;

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

Для изготовления шихты порошковой проволоки использовали:

- в качестве восстанавливаемого материала - вольфрамовый концентрат марки КШ-4 по ГОСТ 213-83 производства ОАО "Горнорудная компания "АИР" с содержанием: 57% W03, 5,37% FeO, 8,95% MnO, 0,06% Cr2O3, 0,6% CaO, 3,71% SiO2, 1,56% Al2O3, 0,01% MgO, 0,29% Na2O, 0,06% K2O, 0,02% Ni, 0,44% F, 0,1% C, 0,03% Mo, 0,02% Cu, 0,02% V, 0,02% Bi, 0,42% S, 0,02% P;

- в качестве углеродистого восстановителя - углеродфторсодержащие пылевидные отходы металлургического производства с химическим составом, масс. %: Al2O3=21-43,27; F=18-27; Na2O=8-13; K2O=0,4-6%; СаО=0,7-2,1; SiO2=0,5-2,48; Fe2O3=2,1-2,3; Собщ=12,5-26,7; MnO=0,03-0,9; MgO=0,04-0,9; S=0,09-0,46; P=0,1-0,18.

Изменение концентрации вольфрамсодержащего концентрата и пыли электрофильтров алюминиевого производства в составе заявляемой шихты производилось с учетом получения высококачественного наплавленного металла (стабильное горение дуги, хорошее формирование, плотный наплавленный металл без трещин, пор и неметаллических включений). Порошковая проволока изготавливалась из стальной холоднокатаной ленты 08кп (оболочка) размером 15×0,8 мм. Шихта перемешивалась в смесителе для получения однородной массы. Порошковая проволока прокаливалась для удаления влаги при температуре 250-350°С. Коэффициент заполнения составлял 0,32-0,33, диаметр готовой проволоки - 3,7 мм. Порошковой проволокой с предложенной шихтой производилась наплавка под флюсом. Наплавку производили под флюсом АН 26С на пластины из стали марки 60Г на пять валиков использованием трактора ASAW 1250.

Химический состав наплавленного металла определяли рентгенофлюоресцентным методом на спектрометре XRF-1800 и атомно-эмиссионным методом на спектрометре ДФС-71. Содержание водорода в наплавленном металле определялось методом вакуум-нагрева на установке Баталина и на эксхалографе ЕАН-220 фирмы «Бальцерс». Металлографическое исследование микрошлифов проводилось с помощью оптического микроскопа OLYMPUS GX-51 в светлом поле при различных увеличениях после травления в спиртовом растворе азотной кислоты, а также в растворе плавиковой кислоты. Замеры твердости проводили ультразвуковым твердомером - УЗИТ-3. Наличие трещин в процессе наплавки оценивали визуально, после наплавки наличие трещин, пор и неметаллических включений оценивали ультразвуковым и магнитопорошковым методами, а также на металлографических шлифах. Испытания на износ по схеме «ДИСК-КОЛОДКА» проводили на машине 2070 СМТ-1.

Исследовались 6 вариантов составов шихты (таблица 1) порошковой проволоки, масс. %: 1 - нижний заграничный состав; 2 - нижний граничный состав, 3, 4 - среднее содержание состава заявляемой шихты; 5 - верхний предел заявляемой шихты; 6 - верхний заграничный состав. Взаимосвязь некоторых исследуемых параметров в зависимости от состава шихты приведена в таблице 2.

Размеры полученных при наплавке карбидов 1-5 мкм, тип карбидов - (Fe,W)2C, длина наблюдаемых оксидов составляет не более 0,5 мм. Содержание водорода изменялось в пределах 0,3-0,5 см3/100 г наплавленного металла при допустимом содержании водорода в высоколегированном наплавленном металле до 2 см/100 г металла. Твердость наплавленного металла контролировалась непосредственно после наплавки и составляла 48-58 HRC.

Использование заявляемого состава шихты порошковой проволоки по сравнению с базовым составом (прототип) позволяет:

1. Снизить себестоимость порошковой проволоки по сравнению с прототипом в среднем на 520 руб/т проволоки за счет снижения содержания легирующих компонентов в шихте, а также использования вольфрамсодержащего концентрата и отходов алюминиевого производства в заявляемой шихте.

2. Повысить качество наплавленного металла за счет снижения его загрязненности неметаллическими включениями, снижения вероятности порообразования и предотвращения образования холодных трещин, уменьшения содержания водорода за счет введения фторсодержащих компонентов и создания дополнительной газовой защиты (в среднем до 0,3-0,5 см3/100 г металла), улучшить формирование шва при сварке за счет стабилизации горения дуги, при этом повышена твердость наплавленного металла до HRC 52-58 за счет полученных карбидов типа (Fe,W)2C.

Список источников:

1. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением / под ред. Б.Е. Патона. - Москва: Металлургия, 1974. - 768 с.

2. Теория и технология электрометаллургии ферросплавов / Гасик М.И., Лякишев Н.П. - М.: СП Интермет Инжиниринг, 1999. - 764 с.

3. Пат РФ № 2492981 кл В23К 35/36.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 92 items.
27.07.2014
№216.012.e57a

Способ дробления в валковой дробилке

Изобретение относится к способу дробления в валковой дробилке, заключающемуся в подаче дробимого материала в зазор между вращающимся валком и неподвижной щекой. Валковая дробилка содержит корпус, приводной вращающийся валок и неподвижную щеку. Поверхность вращающегося валка выполнена с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524536
Дата охранного документа: 27.07.2014
27.07.2014
№216.012.e5bf

Способ утилизации химических продуктов пиролиза твердых топлив

Изобретение относится к химической и металлургической промышленности. Способ включает охлаждение газов пиролиза твердых топлив до температуры 25-30°С в первичном газовом холодильнике (2). Затем газы очищают от аммиака, нафталина и сероводорода в устройстве для глубокой очистки газа (4)....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524605
Дата охранного документа: 27.07.2014
10.08.2014
№216.012.e753

Способ использования конвертерного газа для производства топлива

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к кислородно-конвертерному производству. Способ включает отвод газа, образующегося при продувке металла в конвертере, его охлаждение и очистку в скруббере с трубами Вентури, накопление и усреднение в газгольдере, доочистку в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525012
Дата охранного документа: 10.08.2014
27.08.2014
№216.012.edf7

Роторное дробильное устройство

Изобретение относится к устройствам для дробления и измельчения материалов. Роторное дробильное устройство содержит корпус 1, закрепленный в нем неподвижный конус и вращающийся внутренний конус 2 с приводом 3. Конусы имеют общую ось. На рабочих поверхностях конусов по их образующим расположены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526738
Дата охранного документа: 27.08.2014
20.09.2014
№216.012.f595

Способ дробления в валковой дробилке

Для измельчения кусковых материалов в валковой дробилке в зазор между вращающимся валком (1) и неподвижной щекой (2) подают дробимый материал. Дробилка содержит корпус, приводной вращающийся валок и неподвижную щеку. Поверхность валка выполнена с выступами в виде гребней, расположенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528702
Дата охранного документа: 20.09.2014
10.02.2015
№216.013.257c

Самоустанавливающийся трехсателлитный планетарный редуктор

Изобретение относится к машиностроению, а именно к планетарным редукторам. Трехсателлитный планетарный редуктор содержит входное зубчатое колесо, три сателлита (2, 3, 4), первый трехпарный шатун (5), второй трехпарный шатун (6), водило и неподвижное зубчатое колесо (8). Первый (2) и второй (3)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541049
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.02.2015
№216.013.2979

Бесцементное вяжущее

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к бесцементным составам вяжущих из отходов промышленности. Задачей изобретения является достижение более высокой прочности. Это достигается тем, что в составе шлама применяется кислотный электролит с плотностью раствора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542074
Дата охранного документа: 20.02.2015
27.02.2015
№216.013.2cb2

Система регулирования объекта с рециклом

Изобретение относится к автоматическому управлению. Технический результат - расширение функциональных возможностей и обеспечение работоспособности системы регулирования объекта с рециклом при смене режимов технологического процесса. Это достигается тем, что в систему регулирования для объектов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542910
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.02.2015
№216.013.2d26

Способ термообработки окатышей

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству железорудных окатышей. Шихту окомковывают, полученные влажные окатыши укладывают слоем на транспортерную ленту, расположенную в теплоизолированном горне, в рабочем пространстве которого осуществляют частичную сушку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543026
Дата охранного документа: 27.02.2015
20.06.2015
№216.013.5649

Устройство защиты шахтных подъемных установок от проскальзывания каната

Устройство защиты подъемных шахтных установок от проскальзывания каната содержит измерительный блок (1), блок (2) индикации нормального режима работы механизма, блок (3) контроля проскальзывания на участке установившейся скорости, блок (4) регистрации аварийного режима, блок (5) аварийного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553619
Дата охранного документа: 20.06.2015
Showing 11-20 of 136 items.
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
20.07.2013
№216.012.56dc

Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий

Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий. Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано в технологии изделий стеновой керамики, в частности керамических кирпича и камней. Техническим результатом является замена дорогостоящего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487844
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.07.2013
№216.012.5929

Валковая дробилка

Изобретение предназначено для измельчения материалов. Технический результат заключается в повышении производительности и надежности работы дробилки за счет устранения простоев по причине извлечения куска недробимого материала. Валковая дробилка содержит приводной валок и щеку, состоящую из двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488446
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.08.2013
№216.012.5d56

Способ электровзрывного напыления композитных покрытий системы, tib-cu на медные контактные поверхности

Способ предназначен для электровзрывного напыления покрытия системы TiB-Cu на медных контактных поверхностях. Внутри двухслойной фольги из меди размещают порошковую навеску из диборида титана. Осуществляют электрический взрыв фольги с формированием импульсной многофазной плазменной струи....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489515
Дата охранного документа: 10.08.2013
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
№216.012.6ac3

Шихта порошковой проволоки

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;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492982
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
10.11.2013
№216.012.7cc8

Способ волочения алюминиевой проволоки

Изобретение предназначено для уменьшения усилий при обработке давлением технически чистого алюминия. Снижение микротвердости материала заготовки обеспечивается за счет того, что перед волочением на заготовку воздействуют импульсным магнитным полем, индукция которого не превышает 0,7 Тл,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497617
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7e2f

Способ электровзрывного напыления композиционных покрытий системы al-tib на алюминиевые поверхности

Изобретение относится к области нанесения покрытий, а именно к электровзрывному напылению композиционных покрытий системы Al-TiBна алюминиевые поверхности. Технический результат - повышение износостойкости и микротвердости покрытия, увеличение его адгезии к основе. Способ включает размещение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497976
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.11.2013
№216.012.85cb

Четырёхсателлитный планетарный редуктор

Изобретение относится к машиностроению, а именно к планетарным редукторам. Редуктор содержит ведущее зубчатое колесо (1), водило (9), неподвижное зубчатое колесо (10), основной сателлит (2) и дополнительные сателлиты (3, 4, 5). Первый (3) и второй (4) дополнительные сателлиты связаны между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499929
Дата охранного документа: 27.11.2013
+ добавить свой РИД