Керамический флюс для износостойкой наплавки

ОтОз сОВетскихОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СС(54) КЕРАМИЧЕСКИЙ ФЛЮС ДЛЯ ИЗНОСОСТОЙКОЙ НАПЛАВКИ(57) Изобретение относится к области наплавкиленточным электродом или проволокой. Цельизобретения - повышение качества наплавленногометалла за счет повышения его горячей твердости,Керамический флюс дополнительно содержит комплексный титановольфрамовый карбид, полу- ценный методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, в котором в титановольфрамовом карбиде отношение содержания карбида вольфрама к карбиду титана составляет 0,2 - 06. Высокая стехиометрия карбида обеспечивает его высокую температуру плавления, в результате чего карбидная фаза не коагупирует при повышенных температурах Шлакообразующая часть флюса содержит, мас%; магнезит 20 - ЭО; глинозем 20 - ЭО; плавиковый шпат 10 - 15; легирующая часть флюса содержит, масЖ; феррованадий 1 - 8; ферромолибден 2 -10; хром 3 -9, указанный карбид 3 -10,1 зп ф-лы,1 табл.Изобретение относится к области сварки и касается сварочных материалов, а именно флюсов, применяемых,.рри износо- гайкой наплавке детллей кузнечно-прессового и металлургического оборудования, работающих в условиях высоких удельных давлений и циклических теплосмен.Целью изобретения является повышение качества наплавленного металла за счет повышения его горячей тьердости,ухзэаННЫЙ флгОС ОбЕСПЕЧИВаЕТ ВЫСокИй комплекс механических и эксплуатационных свойств наплаьляемого металла при использовании низкоуглеродистых проволок или ленты типа Св, Необходимый для этого уровень легирования направленного металла достигается за счет перехода из флюса в наплавляемый металл хрома, кремния, молибдена, ванадия и комплексного карбида, При этом преимущественно повышение горячей стойкости наплавленного металла Об 8 спечивается эа счет Образования в нем карбидной фазы, образуемой комплексным титановольфрамовым карбидом и не склонной к коагуляции при повышенных температурах. Вводимый во флюс комплексный титановольфрамовый карбид, полученный методом распространяющегося высокотемпературного син геза (СВС), отли:.аетс я высокой гтехиометрией химическбго :,пс, ава, а следовательно, и высокой темпера /рой плавл. ИБ. Это позволяет ему с не ЭН.Ч 118 ЛЬНЫМИ ,ОТЯРЯМИ П 8 Р 8 ХОДИТЬ В наплавленный метлл распределяясь равномерно по всей матрице зерна. Карбидная ф;эа при этом имеет относительно крупные Оэзмеры и не коагулирует при высоких температур;:х (700- 900 ОС), обеспечивая высо- ХУго РЯЧУЯ ТВ 8 РДОСТЬ,Комплек:;.Ичй титановольфрзмовый карбид относится к классу соединений внедрения. Особенность этих соединечий состоит в том, что атомы металлов в них кристгллизуются в плотноупакованные решетки. в прэмежутках которых располдгаютс:, атомы неметаллов (для карбидов - а гсмы углерода), Атомы углерода связаны с жомами металлов прочными химическими связями в определенном для данноо карбидэ стехиометрическом соотношении. Например, для карбида титана стехиометрическое соотношение Т 1:С=4:1, а для карбида вольфрама й/:С=16:1,Степень стехиометричности карбидов Определяется отношением углерода, связанного химическими связями к углероду Гтехиометричному. СсвязСс 1 ех=0-.1,0,Отклонения от стехиометрии играют важную роль в протекании многих процессов, например диффузии, окисления и безуглероживания, при термическом воздействии, Кроме того, имеющиеся в карбиде вакансии обусловливают его повышеннуюспособность растворять атомы примесногоэлемента, например кислорода. В сварочной дуге этих процессы протекают особенноактивно, и наличие отклонения от стехиометрии в карбиде приводит к понижениюего стойкости (разложению) при термиче 10 ском воздействии дуги.Получать еысокостехиометричные карбиды позволяет метод СВС-технологии. Такие карбиды содержат свободного углеродаи примесного кислорода с 0,1 мас,о приСсвяз/Сстех 0,98.Кроме того, методом СВС-технологиилегкодоступно получать не только простыекарбиды, но и сложные - комплексные титановольфрамовые карбиды. Введение во20 флюс 1-8 мас. феррованадия, 2-10 мас,оферромолибдена, 3-9 мас.(, хрома обеспечивает оптимальное легирование наплавленного металла ванадием, молибденом ихромом, позволяя получить достаточнуюпрочность матрицы сплава, которая необходима для фиксирования в ней избыточнойдисперсной структуры комплексного титановольфрамового карбида, упрочняющегозерна твердого раствора,Изменение установленного экспериментальным путем содержания феррованадия, ферромолибдена и хрома в сторонууменьшения их концентрации приводит кснижению твердости наплавленного метал 35 ла и уменьшению стойкости его к смятиюпри повышенных (свыше 700"С) температурах,В случае повышения содержания вофлюсе феррованадия, ферромолибдена и40 хрома сверх установленных пределов возрастает уровень легирования наплавленного металла. В этом случае матрица сплавастановится весьма хрупкойсклонной к образованию холодных трещин,При введении во флюсе до 3 мас,; комплексного титановольфрамового карбида вматрице сплава образуется недостаточноеколичество избыточной карбидной фазы,что резко снижает теплостойкость направспленного металла при повышенных температурах.При больших чем 10 мас,), концентрациях комплексного титановольфрамовогокарбида направленный металл теряет спо 55 собность к механической обработке любыминструментом.Наибольший эффект повышения горячей твердости наплавленного металла присохранении достаточно высокого уровняпластичности матрицы сплава. упроцненно1534903 ерро. Комплек Соотно. рко- Кварце. Хро Плави. Глин гне твердо ванадий сный п овый е ме аит:Т С ть при0 О"С,еле рошок ически ент- со шпет отпуск 520 С,01 0,5 0,5 0.2 10 2 1 О 12 12 1 О 15 10 12 27 26 25 52 50 6 0,7 оа 55 о- о 20- 30 20-30 10 - 15-1 3 го комплексным карбидом в указанных пределах его во флюсе, наблюдается при соблюдении соотношения компонентов в самом комплексном карбиде, Я С:Т С=0,2 - 0,6.При соотношении ЮС:ТС 0,2 или более 0,6 снижается уровень микротвердости избыточной карбидной фазы, в результате чгео снижается горячая твердость наплавленного слоя и не удается удовлетворить требования, предъявляемые к рабочим поверхностям прессового оборудования,Введение во флюс определенного количества шлакообразующих компонентов обеспечивает хорошее формирование шва и легкую отделимость шлаковой корки,Для испытания флюса были изготовлены несколько составов, содержание компонентов, в которых соответствует граничным и средним значениям заявляемых пределов.Изготовление флюсов осуществляли на лабораторной установке, предусматривающей перемешивание сухой шахты с заданной пропорцией компонентов, грануляцию в смесителе с добавкой жидкого стекла, сушку и докатывание гранул в специальной печи, охлаждение и грануляцию флюса для получения заданных размеров гранул, Перед наплэвкой флюс дополнительно прокаливали при 400 С в течение 4 ч. Применялась лента марки 08 ПС сечение 40 Х 0,8, Режимы наплавки: сварочный ток Ф о рмул а изобретения1. КЕРАМИЧЕСКИЙ ФЛЮС ДЛЯ ИЗНОСОСТОЙКОЙ НАПЛАВКИ, содержащий магнезит, глинозем, плавиковый шпат, феррованадий, ферромолибден, хром металлический, отличающийся тем. что, с целью улучшения качества наплэвленного металла зэ счет повышения его горячей твердости при 700 С, он дополнительно содержит комплексный титановольфрамовыйе 750-800 А, напряжение дуги 32 В, скоростьнаплэвки 15 м/ч.Качество наплавленного металла оценивали по трехбалльной системе на основа 5 нии визуального осмотра поверхностинаплавленных валиков, Оценочнь 1 е бэллысоответствуют следующим квалификационным требованиям:1. Гладкий блестящий валик не имею 10 щий нчешуйчатости". Крал валика ровные сплавным переходом к основному металлу.Подрезы полностью отсутствуют.2, Гладкий валик с сильной чешуйчатостью, края наплавки неровные, нет плавно 15 го перехода к основному металлу. Имеютсямелкие подрезы. Общая длина подрезав неболее 200/, от длины наплавки,3. Бугристая поверхность наплавки, валик узкий с резким переходом к основному20 металлу. Сплошные подрезы,Наплавленный металл проверяли на отсутствие трещин методом цветной дефектоскопии и осмотром поперечныхмэкрошлифов, изготавливаемых для опре 25 деления твердости при нормальной температуре после высокого отпуска. Горячуютвердость определяли при 700 С, Ис"ледуемые составы флюсов и результаты проведенных испытаний приведены в таблице,30 (56) Авторское свидетельство СССРВ 585020, кл, В 23 К 35/362, 09.03,76,Авторское свидетельство СССРМ 1459127, кл. В 23 К 35/362, 15,06.87. карбид, полученный методом саморэс стра ня 1 ощегося высокотемператур синтезэ при следующем соотношении понентов, мас. о/:МагнезитГлиноземПлавиковый шпатФеррованадийФерромолибден 2 Хром металлическийКомплексный титэновсльфраСоставитель Т.АрестТехред М,Моргентал Редактор Т.Зубкова Корректор А,Козориз Тираж Подписное ИПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 3468 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 мовый карбид 3-10 при этом в комплексном титановольфрамовом карбиде отношение содержания кар бида вольфрама к карбиду титана составляет 0,2 - 0,6, ,5 2, Флюс по п,1, отличающийся тем, что, с целью улучшения формирующей способности и отделимости шлаковой корки, он дополнительно содержит цирконовый концентрат в количестве 3 - 14 мас, , и кварцевый песок в количестве 8 - 16 мас.ф,