Флюс для электрошлаковой обработки металлов и сплавов

О П И С А Н И Е ц 630925ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик) Дополнительное к авт. свид-ву 483791/22-02 (51) М.Кл.з С 21 С 22) Заявлено 10.05,77 с приоо евием ваявки -сударствеииый комитет(45) Дата опубликования описания 30.12.8(72) Авторы изобретен Ю. таш, В, Н. Матях и А. Е, Ворони 71) Заявитель и ордена Трудового Красного Знамелектросварки им. Е. О. Патона рдена Ленин институ(54) ФЛЮ ЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ ОБРАБОТМЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ Изобретение относится к области специальной электрометаллурпии, в частности к электрошлаковому 1 процессу - одному из способов улучшения казачества слитков черных и цветных металлов и сплавов.5Известен флюс, получивший наименование АН-ШТ 2, применяемый в качестве среды для нагрева металлических изделий под термообработку 11. Он содержит борный ангидрид, буру, фторцирконат калия и с 10 целью предотвращения окисления и обезуглероживания металла в него дополннтельно введены углекислый литий и углекислый калий при следующем соотношении компонентов, вес. : углетсислый литийб 7 - 9, углекислый калий 15 - 17, фторцирконат,калия 4 - 5, борный ангидрид 14 - ,18, бура - остальное.Но применить его в качестве флюса для способа электрощлакового свирально-лито го наплавления также нельзя, так как рабочий интервал температур флюса АН-ШТ 2 находится в пределах 800 в 9 С, что является следствием его технологических свойств. Использовавие флюса,в области температур более низких, чем указанная нижняя граница, нежелательно, так как при этом вязкость его повыптается до 30 - 50 П, что отрицательно сказывается на,кинетике процессов растворения окислов с поверх ности формируемого слитка. При температурах, превышающих значевие верхнего предела, флюс начинает разлагаться, хуже защищает металл, может происходить разьединение поверхности слитка. Кроме того, удельная электропроводность данного флюса высока и достигает значений 10 - 15 Омсм . В случае лрименения его в электрошлаковом процессе возникает необходимость значительного лерерасхода электроэнергии и возможность перехода процесса в дуговой, что недопустимо.Целью изобретения является расширение,рабочего интервала темлератур флюса, снижение его вязкости, температуры плавления, удельной электропроводности, адгезии к металлу и поверхностного натяжения в этом температурном, интервале.Это достигается тем, что для повижения вязкости и поверхностного натяжения флюса, следовательно, для улучшения смачивания и растекания его по поверхности наплавляемого слитка, из состава флюса исключается борный ангидрид, а фторцирконат калия заменяют на фторцирконат натрия при увеличении его содержания до 10 - 12 вес.при следующем соотношении компонентов, вес. : углекислый литий 15 - 20, углекислый, калий 8 - 12, фторцирконат натрия 10 - 12, бура - остальное,630925 пустот структуры раоплава. Одновременно с этим подобное изменение хвмичеакого состава флюса снижает температуру плавления его и расширяет рабочий интервал температур, сохраняя апособность интенсивно растворять сщислы железа, хрома, никеля, марганца, алюминия, образующиеся на поверхности слитка.Для выплавки слитков бронзы 10 БрОФ 4 - 0,25 и стали ШХ 15 на установкеэлектрошлакового спирально-литого наплавления были спользованы три состава флюса, приведенные в табл, 1,Таблица 1 Компоненты, ьес, % Флюс 1 иСОз Ыа,ЕгР 6 Ма,В,О,201 2 315 17 20 67 63 56 10 10 12 8 10 12 25 Физические свойства этих флюсов всравнении с известным флюсом АНШТ 2приведены в табл. 2.Таблица 2 При температуре 800 С Рабочий интервал температур, С Температура плавления,поверхностное натяжение, м Дж/м" удельная электропроводность, Ом см флюс вязкость,ПАН-ШТ 2 230 15 800 в 9 760 209 205 210 1,9 2,0 1,8 700 - 1100 700 в 11 700 в 11 645 650 640 4 3 5 Снижение поверхностного натяжения флюса объясняется обогащением,рааплава фторцирконавными комплексньвми аниона. ми ХгГ.- за счет боркислородных анионов. Электростатически слабые анионы ХгРвЯ- вытесняются на поверхность расплава и их связи с ионами прилегающих слоев основной массы расплава ослабевают, что вызывает понижение поверхностного натяжения и уменьшение адгезии флюса к металлу, Для снижения удельной электропроводности флюса содержание углекислого лития в шихтовочной смеси павышают дю 15 - 20 вес. %, а углекислого калия уменьшают до 8 - 12 вес, %, оставляя постоянной их сумму - 23 - 32 вес, %,Снижение удельной электропрюводности при этом объясняется нейтрализационным или полищелочным эффектом, заключающимся в резком снижении электропровод- ,ности боратных стекол с образованием максимумов на кривых удельного сопротивления прои частичной замене одного, щелочного окисла другим при постоянной их сумме. Это связано с повьипением плотности упаковки ионов, более платяным заполнением Помимо преимуществ, заключающихся в превосходстве, физических свойств, флюсы прои опытных плавках показали ряд лучших технологичеаких свойств: меньшую кислородопронюцаемость, лучшую отделимость от слитка после его астывания, неизменность химического состава и отсутствие токсичных выделений в процессе электрошлаковой обработки, металлов.Хотя опытный флюс состава 2 и имеет температуру плавления и вязкость. несколько большую, чем у флюсов 1 и 3, но применение его в электрошлаковом процессе обеспечивает более качественное сплавление слоев металла друг с другом и меньший расход электроэнергии, что объясняется низкими значениями удельной электропроводности и поверхностного натяжения его при температурах процссса.Слитки бронзы и стали, выплавлеииь: под этими ф;носами, характеризу 1 отся гладкой, псокислепной поверхностью, пс требующе 11 даже местной зачистки, 54 еталл имеет хорошие эксплуата 11 ионные свойства. Ц 1 лак 30 38 40 4550 сохраняет свои авойства в течение нескольиих плавок. Фар мула и за бр етени я Флюс для электрошлаковой обработки металлов,и аплавов, содержащий буру, углекислый литий и углекислый, калий, о тличающийся тем, что, с целью уменьшения температуры плавления, вязкости, поверхностного, натяжения, электропровод- ности и расширения рабочего интервала температур, он дополнительно содержит фторцирконат натрия при следующем соотношении компонентов, вес, %: Углекислый ливий 15 - 20 Углекислый калий 8 - 12 Фторцирконат натрия 10 - 12 Бура Остальное Источник информации, принятый вовнимание при экспертизе: 1, Авторское свидетельство СССР2948 б 3, кл, С 21 Р 1/74, 19 б 9.