Состав электродного покрытия для износостойкой наплавки



Владельцы патента RU 2505388:

Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" (RU)

Изобретение может быть использовано при изготовлении электродов для износостойкой наплавки деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания в сочетании с интенсивными ударными нагрузками. Покрытие содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: карбид титана 9,4-10,0, феррохром 67,0-70,0, графит 3,2-4,0, жидкое стекло 15,0-20,0, соль щелочного металла и карбоксиметилцеллюлозы 0,4-1,0. Состав покрытия обеспечивает повышение его реологических свойств, снижение брака покрытия при производстве, транспортировке и хранении, а также снижение уровня выделения вредных веществ и повышение чистоты наплавленного металла по неметаллическим включениям. 1 табл.

 

Изобретение относится к электродным покрытиям, в частности к составам электродных покрытий для износостойкой наплавки на поверхность деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания в сочетании с интенсивными ударными нагрузками.

Известен состав электродного покрытия, включающий железный порошок, ферромарганец, кварцевый песок, полевой шпат, каолин, мрамор, целлюлозу электродную, карбоксилметилцеллюлозу, жидкое стекло и рутил при следующем содержании компонентов, мас.%: железный порошок 1-2, ферромарганец 7-10, кварцевый песок 3-4, полевой шпат 3-4, каолин 11-13, мрамор 7-10, целлюлоза электродная 5-7, карбоксилметилцеллюлоза 0,5-1, жидкое стекло как связующее, рутил - остальное.

(RU 2293008, B232K 35/365, опубликовано 10.02.2007).

Однако данный состав электродного покрытия предназначен для электродов дуговой сварки и при нанесении на проволоку марки Св08А не обеспечивает требуемого уровня износостойкости наплавленного металла в условиях ударно-абразивного изнашивания.

Наиболее близким по технической сущности является состав электродного покрытия для износостойкой наплавки, содержащий плавиковый шпат, рутиловый концентрат, полевой шпат, хром, графит, феррованадий, алюминий, карбид титана, медный порошок, и мрамор при следующем соотношении компонентов, мас.%: плавиковый шпат 3,0-5,0; рутиловый концентрат 6,0-10,0; полевой шпат 5,0-11,0; хром 10,0-20,0; графит 5,5-6,5; феррованадий 18,0-20,0; алюминий 1,0-2,0; карбид титана 18,0-20,0; медный порошок 1,0-2,0; мрамор остальное.

(RU №2028900, B23K 35/365, 20.02 1995).

Это покрытие, нанесенное на стержни электродов из сварочной проволоки марки Св08, обеспечивает достаточно высокую износостойкость наплавленного металла в условиях ударно-абразивного изнашивания. Однако недостатком данного электродного покрытия являются низкие реологические свойства массы покрытия, которые ведут к высокому проценту брака электродного покрытия по его разрушению в процессе транспортирования и длительного хранения электродов. Кроме того, для известного состава покрытия характерно достаточно большого количества шлака и неметаллических включений в наплавленном металле и выделение вредных веществ в процессе наплавки.

Задачей и техническим результатом изобретения является повышение реологических свойств электродного покрытия, снижение брака покрытия при производстве, транспортировке и хранении, а также снижение уровня выделения вредных веществ (фтора и его соединений) и повышение чистоты наплавленного металла по неметаллическим включениям.

Технический результат достигается тем, что состав электродного покрытия для износостойкой наплавки содержит карбид титана, хром в виде феррохрома, графит, жидкое стекло и соль щелочного металла и карбоксиметилцеллюлозы при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбид титана 9,4-10,0
Феррохром 67,0-70,0
Графит 3,2-4,0
Жидкое стекло 15,0-20,0
Соль щелочного металла и  
карбоксиметилцеллюлозы 0,4-1,0

Введение в состав электродного покрытия КМЦ (соли Na или K-Na и карбоксиметилцеллюлозы) в виде порошка с содержанием активного вещества свыше 95% обеспечивает повышение реологических свойств массы покрытия, в частности улучшения пластичности, прочности сцепления покрытия электродным стержнем, снижению остаточных напряжений, которые приводят к браку покрытия по деформации и разрушению в процессе транспортирования и длительного хранения электродов.

Введение в состав электродного покрытия жидкого стекла также обеспечивает высокое качество сцепления обмазочной массы с электродным стержнем, а также высокую прочность электродов после их опрессовки, сушки и прокаливания.

Введение в состав покрытия феррохрома, например, высокоуглеродистого феррохрома ФХ 800 в больших количествах (до 70 мас.%) и карбида титана до 10% вместо плавикового шпата, полевого шпата и рутилового концентрата, которые выделяют в процессе наплавки вредные вещества и образуют значительное количество шлака, в которых находятся в большом количестве неметаллические включения (оксиды, карбонитриды и т.д.), переходящие в наплавленный металл, позволяет устранить выделение вредных веществ, а также получить высокочистый наплавленный металл по неметаллическим включениям. В то же время в процессе наплавки наплавляемый металл не окисляется, так как часть феррохрома и карбида титана окисляясь образуют слой шлака, который предохраняет расплавленный металл наплавки от контакта с воздухом.

Пример технологического процесса изготовления сварочных электродов.

1. Промывка кусковых материалов.

2. Крупное и среднее дробление кусковых материалов

3. Сушка электродных материалов.

4. Размол электродных материалов.

5. Пассивирование активных ферросплавов.

6. Приготовление жидкого стекла.

7. Приготовление шихты и обмазочной массы

8. Подготовка электродных стержней

9. Опрессовка - нанесение покрытия на стержни

10. Сушка

11. Прокаливание

12. Расфасовка и упаковка.

Сравнительные испытания известного электродного покрытия и по изобретению представлены в таблице, где приведено содержание компонентов в известном и предлагаемом составе покрытия, наличие или отсутствие выделения вредных веществ в процессе наплавки, количество неметаллических включений в единице объема наплавленного металла и процент брака покрытия по его разрушению в процессе транспортирования и длительного хранения электродов.

Как видно из данных таблицы, состав электродного покрытия по изобретению обеспечивает снижение брака покрытия по разрушению с 8% до 0,02%, что значительно повышает срок годности электродов, исключает выделения в процессе наплавки вредных для здоровья веществ и приводит к отсутствию неметаллических включений в наплавленном металле.

Таблица
Компоненты покрытия Содержание компонентов в покрытии, мас.%
По изобретению Известное
Карбид титана 9,4 9,7 10,0 19,0
Феррохром 16,0 17,0 18,0 -
Графит 3,2 3,6 4,0 6,0
Жидкое стекло 15,0 17,5 20,0 -
Соль щелочного металла и карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) 0,5 1,0 1,5 -
Плавиковый шпат - - - 4,0
Рутиловый концентрат - - - 8,0
Полевой шпат - - - 8,0
Хром - - - 15,0
Феррованадий - - - 19,0
Алюминий - - - 1,4
Медный порошок - - - 1,6
Мрамор - - - остальное
Выделение вредных веществ нет нет нет да
Количество неметаллических включений - - - 10
Брак покрытия по разрушению, % 0,02 0,02 0,02 8,0

Покрытие электрода для износостойкой наплавки, содержащее карбид титана, хром, графит и жидкое стекло, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит соль щелочного металла и карбоксиметилцеллюлозы, а хром введен в виде феррохрома при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбид титана 9,4-10,0
Феррохром 67,0-70,0
Графит 3,2-4,0
Жидкое стекло 15,0-20,0
Соль щелочного металла и  
карбоксиметилцеллюлозы 0,4-1,0



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано для ручной дуговой сварки деталей и конструкций из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей в строительной, нефтегазовой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к электродной проволоке, применяемой в электродуговой сварке. Для стабилизации дуги и увеличения срока службы контактного конца электродная проволока для использования в электродуговой сварке содержит металлическую основу электродной проволоки и твердый проводник на поверхностях данной металлической основы электродной проволоки.
Изобретение может быть использовано для сварки или наплавки изделий из 13% хромистых сталей, работающих в условиях высоких нагрузок, повышенного износа и коррозионного воздействия.

Изобретение относится к сварочным материалам, а именно к составу связующего электродных покрытий, и может быть использовано при изготовлении электродов для ручной электродуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей.
Изобретение относится к составам электродных покрытий и может быть использовано в сварочных электродах для сварки неответственных конструкций из малоуглеродистой стали.

Изобретение относится к области производства сварочных материалов для сварки высоколегированных хромоникелевых аустенитных сталей и сплавов и может быть использовано при изготовлении и монтаже ответственных изделий в металлургии, энергомашиностроении, судостроении, химической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности, например, для изготовления и ремонта реакционных змеевиков высокотемпературных установок пиролиза, подвергающихся значительным статическим и циклическим нагрузкам, работающих при температурах 800-1150°С, в условиях науглероживания, коррозии и износа труб.

Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано для ручной дуговой сварки низколегированных сталей перлитного класса, в частности, марок 10ГН2МФА, 15Х2НМФА, 15Х2НМФАА, 15Х3НМА, 15Х3НФАА, работающих при температуре до 350°C.
Изобретение может быть использовано при изготовлении электродов для износостойкой наплавки деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания в сочетании с интенсивными ударными нагрузками. Электродное покрытие содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: плавиковый шпат 8,0-10,5, рутиловый концентрат 2,0-3,5, полевой шпат 2,5-3,5, карбид титана 20,5-22,5, графит 2,5,0-4,2, феррохром 16,0-18,0, ферромарганец 1,2-2,5, соль щелочного металла и карбоксиметилцеллюлозы 0,5-1,5, жидкое стекло 15,0-20,0, мрамор - остальное. Состав покрытия обеспечивает повышение его реологических свойств, снижение брака электродов при их производстве, транспортировке и хранении, а также снижение уровня выделения вредных веществ и повышение чистоты наплавленного металла по неметаллическим включениям. 1 табл.

Изобретение может быть использовано при изготовлении электродов для ручной дуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей. Электродное покрытие содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: мрамор 49,5-51,0, плавиковошпатовый концентрат 14,0-16,0, ферромарганец 5,0-7,0, ферросилиций 5,5-7,5, ферротитан 8,0-10,0, кварцевый песок 8,5-9,5, слюда 1,5-2,5, тальк 1,0-2,0, целлюлоза 1,0-1,5 и активированный порошок ферротитана с размером частиц до 25 мкм 0,3-0,5. Технический результат заключается в повышении сварочно-технологических свойств электродов и получении наплавленного металла шва высокого качества. 2 ил., 1 табл., 5 пр.

Изобретение может быть использовано при ручной дуговой сварке конструкций химического машиностроения из сталей 2,25%Cr-1%Mo-0,25%V композиции. Электрод состоит из стержня из легированной стали 2,25%Cr-1%Mo-0,25%V и покрытия, содержащего следующие компоненты (в % по массе): мрамор 30,5-56,0, плавикошпатовый концентрат 20,0-33,0; двуокись титана 14,0-20,0; песок кварцевый 4,0-10,0; ферросилиций 1,0-3,0; марганец металлический 0,5-3,0; ферротитан 6,0-12,0; сода кальцинированная 0,5-2,5. При изготовлении электродов использовано натриево-калиевое жидкое стекло в количестве 23-32% к массе сухой смеси. Электроды обеспечивают высокий показатель ударной вязкости металла шва при температурах -30°C и выше, а также высокие прочностные и пластические свойства при температурах до 454°C. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение может быть использовано при наплавке металлических деталей в среде защитного газа. На металлический стержень нанесено покрытие в виде электролитически полученного нанокомпозита, включающего металлическую матрицу с равномерно распределенными в ней наноразмерными частицами активирующего флюса, содержащего фтористые соединения, и наноразмерные частицы карбида или смеси карбидов. Покрытие имеет следующее соотношение объемов матрицы и наноразмерных частиц, %: металлическая матрица 30-92, наноразмерные частицы активирующего флюса 3-5, наноразмерные частицы карбида 5-65. Карбид или смесь карбидов выбраны из группы: карбид вольфрама, карбид хрома, карбид молибдена, карбид ванадия, карбид титана, карбид ниобия, карбид гафния, карбид тантала, карбид бора, карбид циркония. Проволока обладает хорошими сварочно-технологическими свойствами, обеспечивает мелкокапельный переход электродного металла и позволяет увеличить твердость износостойкого слоя, наплавленного на поверхность деталей, работающих при интенсивном ударно-абразивном износе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение может быть использовано при сварке и наплавке металлических деталей в среде защитного газа. На металлический стержень электрода электролитически нанесено нанокомпозиционное покрытие, включающее металлическую матрицу с распределенными в ней наноразмерными частицами фторида металла и редкоземельных металлов. Упомянутое покрытие имеет следующее соотношение объемов матрицы и наноразмерных частиц, %: металлическая матрица 55-96, наноразмерные частицы фторида металла 3-30, наноразмерные частицы редкоземельных металлов 1-15. На поверхность покрытия может быть нанесено дополнительное композиционное покрытие, состоящее из металлической матрицы с распределенными в ней наноразмерными частицами фторида металла. Сварочная проволока обладает хорошими сварочно-технологическими свойствами, позволяет улучшить капельный переход электродного металла и механические свойства сварных соединений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение может быть использовано для сварки и наплавки металлических деталей. Сварочный материал содержит металлический сердечник, покрытый полимерной оболочкой с распределенными в ней наноразмерными частицами активирующего флюса. Компоненты оболочки взяты в следующем соотношении, об.%: полимер 40-93, активирующий флюс 3-50, карбиды 2-55, редкоземельные металлы 2-5. Сердечник выполнен в виде металлической проволоки или металлической ленты, или состоит из металлического порошка. Полимер оболочки выбран из политетрафторэтилена, полиамида или полиимида. Карбид или смесь карбидов оболочки выбраны из группы, содержащей: карбид вольфрама, карбид хрома, карбид молибдена, карбид ванадия, карбид титана, карбид ниобия, карбид гафния, карбид тантала, карбид бора и карбид циркония. Наноструктурированный сварочный материал обладает хорошими сварочно-технологическими свойствами, увеличивает плотность наплавленного металла и позволяет увеличить твердость наплавленного износостойкого слоя на поверхность деталей, работающих при интенсивном ударно-абразивном износе. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение может быть использовано для изготовления электродов, применяемых при сварке, резке и, во многих случаях, износостойкой наплавке. Состав покрытия электрода содержит двуокись титана, ферромарганец, мрамор, целлюлозу, каолин, тальк, железный порошок, модифицирующую смесь и руду, в качестве которой используют промпродукт Туганского месторождения. Упомянутый промпродукт включает двуокись титана, двуокись циркония, двуокись гафния, пятиокись ниобия, пятиокись ванадия, окись хрома (Cr2O3), элементы цериевой группы, лантаноиды и породообразующие элементы. Регламентировано суммарное содержание двуокиси титана в составе электродного покрытия и суммарное содержание оксидов остальных элементов IVa, Va групп периодической системы. Состав обеспечивает повышенные механические, технологические и эксплуатационные характеристики электродов. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение может быть использовано для наплавки деталей металлургического оборудования, работающих в условиях абразивного износа. Электродное покрытие содержит следующие компоненты, мас.%: феррохром - 58,0-60,0, ферробор - 14,0-16,0, мрамор - 5,0-7,0, ферросилиций - 3,5-4,5, плавиковый шпат - 3,5-4,5, ферромарганец - 1,5-3,5, графит - 5,5-6,5, поташ - 0,5-1,5 и нанопорошок карбонитрида титана - 1,5-3,0. Электродное покрытие может быть нанесено на металлические стержни из стали марки Св-08А. Состав покрытия позволяет получить обмазочную массу с высокой пластичностью, а электроды с данным покрытием обеспечивают получение наплавленного металла с твердостью до 66 HRC, повышенной износостойкостью и длительной эксплуатационной стойкостью восстановленных деталей. 4 ил., 1 табл.

Изобретение может быть использовано при изготовлении электродов для дуговой сварки ответственных конструкций из низкоуглеродистых сталей. Шихта электродного покрытия содержит следующие компоненты, мас.%: мрамор 19,0-21,0, ильменит 19,0-21,0, ферромарганец 13,0-15,0, рутил 28,5-29,5, каолин 4,0-6,0, тальк 9,0-11,0, целлюлоза 1,0-2,0, поташ 0,5-1,5 и механоактивированный порошок шихты электродов МР3 0,25-0,45 с размером частиц до 20 мкм. Изобретение позволяет повысить сварочно-технологические свойства покрытых электродов и получить наплавленный металл шва высокого качества. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу получения покрытой слоем тугоплавкого припоя детали. Способ включает нанесение механической смеси, представляющей собой порошок по меньшей мере одного источника кремния, в котором каждая частица является источником кремния, и порошок по меньшей мере одного источника бора, в котором каждая частица является источником бора, на по меньшей мере часть поверхности подложки, содержащей основной материал с температурой солидуса выше 1100°С. Частицы имеют средний размер менее чем 250 мкм. По меньшей мере один источник бора и по меньшей мере один источник кремния являются бескислородными. Массовое соотношение в смеси бора и кремния находится в диапазоне от 3:100 до 100:3. Кремний и бор присутствуют совместно в смеси в концентрации по меньшей мере 25 мас. %; нагрев подложки до более низкой температуры, чем температура солидуса основного материала подложки; охлаждение подложки и получение на подложке слоя тугоплавкого припоя, содержащего источник кремния, источник бора и элементы основного материала. Слой тугоплавкого припоя имеет более низкую температуру плавления, чем основной материал. Уменьшается количество тугоплавких присадок, увеличивается прочность паяных соединений. 14 н. и 27 з.п. ф-лы, 6 ил., 19 табл., 13 пр.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2014-01-27 2014-01-25T14:15:51
Наверх