×
10.06.2014
216.012.ccd8

ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: 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, мас.%: стальная оболочка 67,0-68,0, ферровольфрам 10,0-13,75, ферромарганец 0,76-1,41, ферросилиций 0,26-1,34, феррохром 3,38-5,38, феррованадий 0,4-1,0, никель 0,1-1,0, углеродфторсодержащая пыль электрофильтров алюминиевого производства 0,80-2,58, железный порошок - остальное. Технический результат заключается в повышении износостойкости и твердости за счет снижения загрязненности стали неметаллическими оксидными включениями, в повышении устойчивости горения дуги за счет введения элементов, облегчающих ионизацию в столбе дуги, в улучшении формирования наплавленного металла и исключении порообразования за счет введения фторсодержащих компонентов и создания дополнительной газовой защиты. 2 табл.
Основные результаты: Порошковая проволока, состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферровольфрам, ферромарганец, ферросилиций, феррохром, феррованадий, железный порошок, отличающаяся тем, что стальная оболочка изготовлена из стали 08ЮА, а порошкообразная шихта дополнительно содержит никель и углеродфторсодержащую пыль электрофильтров алюминиевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к сварочным материалам и 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°С.

Известна [1], порошковая проволока для механизированной наплавки под флюсом, состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей феррохром, ферромолибден, феррованадий, ферросилиций, ферромарганец, графит, кремнефтористый натрий, ферровольфрам, и железный порошок при соотношении, вес.%:

Феррохром 6-8
Ферромолибден 5,5-8,0
Феррованадий 0,8-1,8
Ферросилиций 0,5-2,0
Ферромарганец 0,2-1,0
Графит 0,05-0,25
Кремнефтористый натрий 1,5-3,5
Ферровольфрам 3,5-5,0
Железный порошок 3,0-14,0
Оболочка Остальное

Существенными недостатками данной порошковой проволоки являются:

- пониженные механические свойства наплавленного металла, в частности износостойкости и твердости, за счет повышенной загрязненности стали неметаллическими оксидными, а также соотношения карбидообразующих элементов;

- плохая устойчивость горения дуги в связи с отсутствием в шихте в достаточном количестве элементов (калия, натрия), облегчающих ионизацию в столбе дуги;

- низкое качество наплавленного металла в связи с порообразованием, связанным с повышенным содержанием водорода;

- возможность образования холодных трещин в процессе многослойной наплавки из-за отсутствия в составе шихты достаточного количества аустенитообразующих элементов, в частности никеля;

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

Известна выбранная в качестве прототипа [2], порошковая проволока, состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферромарганец, ферросилиций, феррохром, ферромолибден, феррованадий, графит, натрий кремнефтористый, ферровольфрам, железный порошок при следующем соотношении, %:

Ферромарганец 0,2-0,5
Ферросилиций 1,6-2,3
Феррохром 5,5-8,5
Ферромолибден 0,6-1,5
Феррованадий 1-3
Графит 0,05-0,15
Натрий кремнефтористый 2,2-2,4
Ферровольфрам 5-8,5
Железный порошок 5-15
Стальная оболочка Остальное

Существенными недостатками данной порошковой проволоки являются:

- пониженные механические свойства наплавленного металла, в частности твердости и износостойкости, за счет повышенной загрязненности стали неметаллическими оксидными включениями, а также соотношения карбидообразующих элементов в составе шихты;

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

- низкое качество наплавленного металла в связи с порообразованием, связанным с повышенным содержанием водорода;

- образование холодных трещин в процессе многослойной наплавки из-за отсутствия в составе шихты достаточного количества аустенитообразующих элементов, в частности никеля;

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

Техническими результатами изобретения являются:

- повышение механических свойств наплавленного металла, в частности износостойкости и твердости, за счет снижение загрязненности стали неметаллическими оксидными включениями и эффекта дисперсионного твердения высоколегированного аустенита при отпуске;

- 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;

- предотвращение образования холодных трещин в процессе многослойной наплавки за счет увеличения количества стабилизированного аустенита в процессе наплавки и снижения содержания водорода в наплавленном металле;

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

Для этого предлагается порошковая проволока, состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферровольфрам, ферромарганец, ферросилиций, феррохром, феррованадий, железный порошок, в которой стальная оболочка изготовлена из стали 08ЮА, а порошкообразная шихта дополнительно содержит никель и углеродфторсодержащую пыль электрофильтров алюминиевого производства при соотношении компонентов, мас.%:

Стальная оболочка 67,0-68,0
Ферровольфрам 10,0-13,75
Ферромарганец 0,76-1,41
Ферросилиций 0,26-1,34
Феррохром 3,38-5,38
Феррованадий 0,4-1,0
Никель 0,1-1,0
Углеродфторсодержащая пыль электрофильтров
алюминиевого производства 0,80-2,58
Железный порошок Остальное

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

Стальная оболочка заявляемой порошковой проволоки изготавливалась из холоднокатаной ленты стали 08ЮА, что позволило по сравнению с используемой ранее сталью 08кп снизить содержание кислорода и соответственно уменьшить концентрацию оксидных неметаллических включений в наплавляемом металле.

В состав порошкообразной шихты дополнительно введены никель и углеродфторсодержащая пыль электрофильтров алюминиевого производства, исходя из следующих предпосылок.

Введение в состав наплавленного металла сильного аустенитообразующего элемента - никеля повышает количества остаточного аустенита, что уменьшает вероятность образования холодных трещин за счет увеличения количества остаточного аустенита и уменьшения объемного эффекта мартенситного превращения.

Введение в состав шихты порошковой проволоки углеродфторсодержащей пыли электрофильтров алюминиевого производства связано с содержанием в составе последней элементов, позволяющих:

- проводить удаление водорода за счет комплекса фторсодержащих соединений (типа Na3AlF6, Na2SiF6, NaF, KF, CF (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 наплавленном металле;

- 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, что позволяет увеличить количество карбидной составляющей в структуре наплавленного металла и дополнительно повысить его твердость.

Для изготовления шихты порошковой проволоки использовали углеродфторсодержащую пыль электрофильтров алюминиевого производства со следующим химическим составом, масс.%: Al2O3=18-48; F+=18-27; Na2O=3-16; K2O=0,4-6%, CaO=0,6-1,9; SiO2=0,5-2,4; Fe2О3=1,7-3,3; Cобщ=12-31, MnO=0,05-1,3, MgO=0,06-0,9, S=0,09-0,4, P=0,1-0,15.

Изменение содержания никеля и углеродфторсодержащей 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), при этом учитывалось содержание остальных компонентов.

При изготовлении порошковой проволоки использовали: порошки ферровольфрама ФВ 80(а) ГОСТ 17293-93, ферросилиция марки ФС 75 по ГОСТ1415-93, углеродистого ферромарганца ФМн 78(А) по ГОСТ 4755-91, высокоуглеродистого феррохрома марки ФХ900А по ГОСТ 4757-91, феррованадия марки ФВ50У0.6 по ГОСТ 27130-94, никеля марки ПНК-2К9 по ГОСТ 9722-97, железа марки ПЖВ 1 по ГОСТ 9849-86.

Шихта перемешивалась в смесители для получения однородной массы и прокаливалась для удаления влаги при температуре 250-350°C. Далее производилось изготовление порошковой проволоки на станке. Диаметр готовой проволоки после операций волочения составлял 3,6 мм, при коэффициенте заполнения 0,32-0,33. Порошковой проволокой с предложенной шихтой производилась наплавка заготовок рабочих валков с диаметром рабочей части 150 мм, длиной 425 мм. Наплавка производилась под флюсом на следующих режимах: сварочный ток 380-400 А, напряжение дуги 32-34 В, скорость наплавки 25 м/ час, скорость подачи порошковой проволоки 73 м/час.

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. Содержание водорода в наплавленном металле определялось методом восстановительного плавления в вакууме или в потоке инертного газа-носителя на газоанализаторе фирмы «LECO» ТС-600 (США). Содержание водорода изменялось в пределах 0,2-0,6 см3/100 г наплавленного металла при допустимом содержании водорода в высоколегированном наплавленном металле до 2 см3/100 г металла. Твердость наплавленного металла контролировалась непосредственно после наплавки. Твердость наплавленного металла после наплавки составляла HRC 48-54. Дефекты (трещины, поры и неметаллические включения) при наплавке порошковой проволокой с шихтой заявляемого состава, содержащей никель и пыль электрофильтров алюминиевого производства, не обнаружены.

Исследовались 6 вариантов составов шихты (таблица 1) порошковой проволоки с заграничными и граничными 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 качество наплавленного металла за счет снижения его загрязненности неметаллическими включениями, снижения вероятности порообразования и предотвращения образования холодных трещин.

2. Уменьшить содержание водорода за счет введения фторсодержащих компонентов и создания дополнительной газовой защиты в среднем до 0,3-0,6 см3/100 г металла.

3. Улучшить формирование шва при сварке за счет стабилизации горения дуги.

4. Повысить твердость наплавленного металла до HRC 48-54.

5. Снизить себестоимость изготовления порошковой проволоки за счет снижения содержания легирующих компонентов и использования отходов алюминиевого производства в предлагаемой порошковой проволоки.

Список источников

1. А.с. СССР №449790, кл. B23K 35/30, B23K 35/30.

2. А.с. СССР №287830, кл. B23K 35/30, B23K 35/04.

Таблица 1
Состав шихты
Состав шихты, мас.%: 1 2 3 4 5 6
Стальная оболочка 67,0 67,0 67,0 68,0 68,0 68,0
Ферровольфрам 9,9 10,0 12,8 13,4 13,75 13,76
Ферромарганец 0,75 0,76 1,1 1,38 1,41 1,42
Ферросилиций 0,25 0,26 0,38 1,17 1,34 1,35
Феррохром 3,37 3,38 4,2 5,34 5,38 5,39
Феррованадий 0,39 0,4 0,8 0,96 1,0 1,1
Никель 0,09 0,1 0,31 0,45 1,0 1,1
Углеродфторсодержащая пыль электрофильтров алюминиевого производства 0,79 0,80 0,96 2,44 2,58 2,59
Железный порошок 17,46 16,3 12,45 6,86 5,54 5,29

Таблица 2
Характеристики исследуемых параметров в зависимости от состава шихты
Состав шихты, вес.% 1 2 3 4 5 6
Содержание водорода [H], см3/100 г металла 1,3-1,5 0,3-0,6 0,3-0,6 0,2-0,5 0,2-0,5 1,2-1,6
Наличие трещин в наплавленном металле Единичные Отсутствуют Отсутствуют Отсутствуют Отсутствуют Единичные
Твердость наплавленного металла, HRC 48-50 48-54 48-54 48-54 48-54 50-54
Максимальная длина строчки оксидных неметаллических включений, мм 1,8 0,5 0,7 0,4 0,7 2,1

Порошковая проволока, состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферровольфрам, ферромарганец, ферросилиций, феррохром, феррованадий, железный порошок, отличающаяся тем, что стальная оболочка изготовлена из стали 08ЮА, а порошкообразная шихта дополнительно содержит никель и углеродфторсодержащую пыль электрофильтров алюминиевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 92.
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
№216.012.6ac3

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
10.06.2014
№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.cc2a

Способ электровзрывного напыления композиционных износостойких покрытий системы tic-mo на поверхности трения

Изобретение относится к технологии нанесения покрытий на поверхности трения. Способ включает размещение порошковой навески из карбида титана между двумя слоями молибденовой фольги, электрический взрыв фольги с формированием импульсной многофазной плазменной струи, оплавление плазменной струей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518037
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.06.2014
№216.012.d63d

Полноповоротный двухкривошипный плоский механизм с подвижным линейным гидроприводом

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к механизмам с подвижными гидроприводами. Механизм состоит из двух кривошипов (1 и 3), шатуна (2) и подвижного линейного гидропривода. Кривошипы выполнены трехпарными, при этом двумя из пар кривошипы соединены между собой посредством шатуна, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520623
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d63e

Трехподвижная кинематическая пара

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться для соединения звеньев механизмов. Трехподвижная кинематическая пара включает в себя два звена (1 и 2) с геометрическими элементами в виде цилиндрических поверхностей, входящих в линейчатый контакт. Геометрические элементы пары...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520624
Дата охранного документа: 27.06.2014
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
Показаны записи 1-10 из 136.
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