Флюс для электрошлакового переплава

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1749246 г 9 С 5 54 НИЕ ИЗО ТЕНИЯ ИДЕТЕЛ ЬСТВ КОМ К А ектроургия,ВО пере- звод- талей мпов чего а о вания овязСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИ ГКНТ СССР(54) ФЛЮС ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОПЕРЕПЛАВА(57) Использование: электрошлаковыйплав отходов инструментального проиства и отработанного инструмента из с5 ХНМ, 5 ХНВ (ГОСТ 5950-73) для штадиаметром 200 мм, высотой 270 мм горядеформирования, имеющий разогрев рчей поверхности до 500 С для прессодеталей типа конуса из высокопрочн Изобретение относится к специальной электрометаллургии, в частности к электро- шлаковому переплаву металлов. которое может быть использовано для обработки инструментальных сталей электрошлаковым переплавом(ЭШП), например, переплавка отходов инструментального производства и отработанного инструмента из сталей 5 ХНМ, 5 ХНВ для штампов горячего деформирования, имеющий разогрев рабочей поверхности до 500 С для прессования деталей типа конуса из высокопрочновязкой стали, Инструмент (штампы) достигает размеров диаметром 200 мм,высотой 270 мми работает при удельных давлениях до 60 кгс/мм . кои стали, Сущность изобретения: флюс содержит компоненты. мас. %; 4 - 6 окиси алюминия, 5 - 9 двуокиси титана, 7-11 гольмия фтористого, 5,5 - 10,5 окиси вольфрама. 9.5- 13,5 лития танталовокислого мета. 6,5-10.0 кальция железистосинеродистого, остальное - фтористый кальций. При этом суммарное содержание окиси вольфрама. двуокиси титана, лития танталовокислого мета составляет 24,0-29,0 мас. %. Переплавленный с предлагаемым флюсом металл штампа после закалки и отпуска имеет при температуре испытания 500 С высокиеровни твердости НРС 42.9-44,6 ед., сопротивления смятию 0,407 - 0.576 мм, термической усталости 7009-7217 циклов, окислительной стойкости 0,26- 0,41 г/м ч, ударной вязко 2,сти 702-802 кДж/см, а также высокие уров 2ни при температуре испытания 20 С, линейные размеры критического раскрытия трещины 0,2310,32 мм, 3 табл. Известен флюс АНФ, содержащий в мас. %: оис алюминия (А 203) 30; фтористый кальция (СаР) 70. Этот состав флюса может быть использован для электрошлакового переплава отходов инструментального производства и отработанного инструмента из сталей 5 ХНМ, 5 ХНВ для штампов диаметром 200 мм, высотой 270 мм горячего деформирования при удельных давлениях до 60 кгс/мм, имеющий разогрев рабочей2поверхности до 500 С для прессования деталей типа конуса из высокопрочновязкой стали, так как данный состав флюса обеспечивает переплавленному металлу удовлетворительнГыми уровнями при температуреиспытания 500 С окислительной стойкости, термической усталости.Однако такой состав флюса не обеспечивает переплавленному металлу высоких уровней линейного размера критического раскрытия трещины и ударной, вязкости при температуре испытания 500 С, Из-за низких значений линейного размера критического раскрытия трещины и ударной вязкости при 500 С инструмент выходит из строя по разрушению, что отрицательно сказывается на производительности пресса, Кроме того, данный состав флюса не обеспечивает переплавленному металлу высокими уровнями при температуре испытания 500 С закаливаемости (твердости), сопротивлению смятию, Из-за низких значений закаливаемости инструмент быстро изнашивается, в результате чего детали получаются бракованными по отклонениям геометрических размеров, Из-за низкого сопротивления смятию при 500 С происходит потеря геометрических размеров инструмента, в результате чего детали получаются также бракованными с отклонениями по размерам. Поэтому данный состав флю:а может найти только ограниченное применение для электрошлакового переплава металла отходов инструментального производства и отработанного инструмента из сталей 5 ХНМ, 5 ХНВ для штампов горячего деформирования, имеющий разогрев рабочей поверхности до 500 С для прессования деталей типа конуса из высокопрочновязкой стали,Известен флюс для электрошлакового переплава, содержащий, мас, %: окись алюминия (А 20 з) 25-40; двуокись титана (Т 02) 8-15; фтористый кальция (СаР) - остальное. Этот состав флюса позволяет получить в переплавлен ном металле удовлетворительные уровни ударной вязкости, линейного размера критического раскрытия трещины, окислительной стойкости при температуре испытания 500 С и поэтому данный состав флюса может быть использован для электрошлакового переплава сталей 5 ХНМ, 5 ХН В.Однако металл электрошлакового переплавас данным флюсом из стали 5 ХНМ после ковки, закалки и отпуска имеет низкие значения твердости (закаливаемости) при 500 С, сопротивления смятию при 500 С, что отрицательно сказывается на снижении стойкосги штампов; штампы преждевременно выходят из строя соответственно по износу либо по потере геометрических размеров инструмента, в результате чего прессованные детали получаются бракованными с отклонениями по размерам, Кро 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ме того, инструмент, изготовлЕнный из стали электрошлакового переплава с данным флюсом после ковки, закалки и отпуска, имеет низкий уровень термической усталости, в результате чего, инструмент выходит из строя по разрушению, что отрицательно сказывается на производительности пресса, Поэтому применение данного состава флюса ограничено для электрошлакового переплава металла отходов инструментального производства и отработанного инструмента из сталей 5 ХНМ, 5 ХНВ для штампов горячего деформирования при удельном давлении до 60 кгс/мм, имеющий разогрев рабочей поверхности до 500 С для прессования деталей типа конуса из высокопрочновязкой стали,Цель изобретения - повышение в переплавленном металле при 500 С твердости, сопротивления смятию, термической усталости, окислительной стойкости, ударной вязкости, а также повышение линейного размера критического раскрытия трещины,В флюс для электрошлакового переплава, содержащий окись алюминия, двуокись титана, фтористый кальций, дополнительно вводят гольмий фтористый, окись вольфрама, литий танталовокислый мета, кальций железистосинеродистый (физическое состояние их твердое), при этом названные ингредиенты должны быть в нем в следующих соотношениях, мас. О : окись алюминия (А 20 з) 4 - 6; двуокись титана (Т 02) 5 - 9; гольмий фтористый (НоГз) 7 - 11; окись вольфрама (ЧЧОз) 5,5 - 10,5, литий танталовокислый мета (ОТаОз) 9,5-13,5; кальций железистосинеродистый (СаЯРе(СК)6) 12 Н 20) 6,5- 10,0; фтористый кальций (СаР) - остальное, при этом суммарное содержание окиси вольфрама, двуокиси титана, лития танталовокислого мета составляет 24,0 - 29,0 мас, о , Предлагаемый состав флюса для электро- шлакового переплава стали отличается от известного.1, Дополнительным содержанием окиси вольфрама (ЧЧОз) от 5,5 до 10,5 мас. %. Окись вольфрама, введенная в указанном количестве, в результате восстановления из шлака вольфрама и перехода его в металл обеспечивает в стали равномерное распределение дисперсных карбидов вольфрама, стойких к коагуляции при эксплуатации стали при 500 С, а также обеспечивает измельчение зерна и структурных фаз при термической обработке, что в совокупности при температуре испытания 500 С приводит к повышению твердости, сопротивления смятию, термической усталости, Уменьшение содержания окиси вольфрама менее 5,5 мас, оприводит (в результате восстановле5 10 15 20 25 30 35 40 45 5055 ния из шлака небольшого количества вольфрама) к незначительному переходу его в металл с образованием небольшого количества дисперсных карбидов вольфрама, а также приводит к незначительному измельчению зерна и структурных фаз притермической обработке, что в совокупности отрицательно сказывается на снижении при 500 С твердости, сопротивления смятию, термической усталости, Увеличение содержания окиси вольфрама более 10,5 мас, фприводит (в результате восстановления из шлака большого количества вольфрама) к значительному переходу его в металл с образованием крупных скоплений карбидоввольфрама с увеличенными размерами, в которых имеются дефекты в виде нарушения сплошности зерен, а также приводит к повышению карбидной неоднородности,что в совокупности отрицательно влияет на снижение при 500 С термической усталости, ударной вязкости и линейного размера критического раскрытия трещины, Кроме того, увеличение содержания во флюсе окиси вольфрама более 10,5 мас, приводит к перелегированию стали вольфрамом, из-за чего образуется большое количество остаточного аустенита, что в совокупности отрицательно сказывается на снижении твердости при 500 С.2, Дополнительным содержанием лития танталовокислого мета (ОТаОз) от 9,5 до 13,5 мас., Литий танталоаокислый мета, введенный в указанном количестве, приводит (в результате восстановления из шлака лития и тантала) к переходу их в металл, При этом литий, восстановленный из шлака при содержании во флюсе лития танталовокислого мета в пределах от 9,5 до 13,5 масобеспечивает в стали образование низкоплавких комплексных эвтектоидов типа х(020),у(СаО), которые выполняют функцию поверхностной пленочной смазки при эксплуатации стали, имеющий разогрев рабочей поверхности до 500 С, что положительно сказывается на повышении термической усталости и окислительной стойкости. Тантал, восстановленный из шлака при содержании во флюсе лития танталовокислого мета в пределах от 9,5 до 13,5 мас,, образует в стали стойкие к коагуляции мелкодисперсные карбиды тантала, что приводит к повышению сопротивления смятию, термической усталости. Уменьшение содержания лития танталовокислого мета во флюсе менее 9,5 мас. приводит, в результате восстановления из шлака в небольшом количестве лития и тантала и переходу их в небольшом количестве в металл. При этом литий, восстановленный из шлака при содержании во флюсе лития танталовокислого мета менее 9,5 мас. приводит в небольших количествах низкоплавких комплексных эвтектоидов типа х(20)у(СаО) (в результате чего снижается функция поверхностной пленочной смазки при эксплуатации стали, имеющий разогрев рабочей поверхности до 500 С, что отрицательно сказывается на снижении термической усталости и окислительной стойкости. Тантал. восстановленный из шлака при содержании во флюсе лития танталовокислого мета менее 9,5 мас.) к образованию в небольших количествах стойких к коагуляции мелко- дисперсных карбидов тантала, что отрицательно сказывается на снижении при 500 С сопротивления смятию и термической усталости. Увеличение содержания лития танталовокислого мета во флюсе более 13,5 мас. приводит (в результате восстановления из шлака в большом количестве лития и тантала) к переходу лития и тантала в большом количестве в металл. При этом литий, восстановленный из шлака при содержании во флюсе лития танталовокислого мета более 13,5 мас. приводит к загрязнению металла. в больших количествах низкоплавкими комплексными эвтектоидами типа х(020) у(СаО), в результате чего снижается при 500 С термическая усталость и окислительная стойкость. Тантал, восстановленный из шлака при содержании во флюсе лития танталовокислого мета более 13,5 мас., приводит к крупным скоплениям карбидных фаз и образованию карбидной неоднородности, что, в итоге, отрицательно сказывается на снижении ударной вязкости и линейного размера критического раскрытия трещины,3. Дополнительным содержанием гольмия фтористого (НоЕз) от 7.0 до 11,0 мас. ,. Гольмий фтористый, введенный во флюс в указанном количестве, приводит (в результате восстановления из шлака гольмия) к переходу его в металл, изменяет природу, форму и распределение сульфидных включений: сульфидные включения становятся более тугоплавкими и глобулярными; границы зерен очищаются от сульфидных включений не только по границам, но и в теле зерен. Все это в совокупности повышает линейные размеры критического раскрытия трещины, ударную вязкость. Кроме того, гольмий фтористый, введенный в указанном количестве, приводит в результате восстановления из шлака гольмия и перехода его в металл) к образованию сложных окислов гольмия с хромом, марганцем типа шпинели, что также повышает линейные размеры критического раскрытия трещины, ударнуювязкость, Уменьшение содержания гольмия фтористого во флюсе менее 7,0 мас. % неэффектйвно, так как в результате восстановления из шлака в небольшом количестве и перехода гольмия в металл в небольшом количестве, уменьшает его роль как глобуляризатора сульфидных включений: незначительно очищает зерна от сульфидных включений как по границам, так и по телу зерен, уменьшает количество сложных окислов гольмия с хромом, марганцем типа шпинели; что приводит в совокупности к снижению линейных размеров критического раскрытия трещины, ударной вязкости. Увеличение содержания гольмия фтористого во флюсе более 11,0 мас,также нежелательно, так как в результате восстановления из шлака в большом количестве и перехода гольмия в металл в большом количестве, имеет место загрязнение металла сложными многофазными включениями, при этом за счет увеличения остаточного гольмия в расплаве заметно возрастает склонность стали к повторному окислению и загрязненность стали неметаллическими включениями увеличивается, в результате чего линейный размер критического раскрытия трещины, ударная вязкость снижаются,4, Дополнительным содержанием кальция железистосинеродистого С аЯЕе(СКг 12 НгО от 6,5 до 10,0 мас., Кальция железистосинеродистый, введенный в указанном количестве, приводит к образованию активного углерода и азота, в результате чего в переплавленном металле образуются нитриды и карбонитриды карбонитридообразующих элементов, что приводит к повышению закаливаемости переплавленного металла. Уменьшение содержания кальция железистосинеродистого менее 6,5 мас. снижает образование в количественном отношении активного углерода и азота, в результате чего в переплавленном металле образуется небольшое количество нитридов и карбонитридов карбонитридообразующих элементов, что приводит к незначительному повышению закаливаемости (твердости) переплавленного металла. Увеличение содержания кальция железистосинеродистого более 10,0 мас. Оприводит в переплавленном металле к большому количеству активного углерода и азота, в результате чего в переплавленном металле образуется большое количество нитридов и карбонитридов карбонитридообразующих элементов, снижается при закалке интервал температур мартенситного превращения и повышается количество остаточного аустенсита, что отрицательно сказывается на снижении зака ливаемости, Кроме того, образование большого количества активного углерода и азота приводит к перелегированию перЕплавленного металла, иэ-эа чего снижается ударная вязкость и линейный размер критического раскрытия трещин,ы.5. Суммарное содержание окиси вольфрама, двуокиси титана, лития танталовокислого мета во флюсе должно составлять 24,0-29,0 мас. О . При этом содержание во 10 флюсе окиси вольфрама, двуокиси титана, лития танталовокислого мета должны быть в следующих пределах, мас, О ; двуокись титана 5 - 9; окись вольфрама 5,510,5; литий танталовокислый мета 9,5 - 13,5, Суммарное содержание во флюсе окиси вольфрама, двуокиси титана, лития танталовокислого мета в пределах 24,0 - 29,0 мас.приводит в результате восстановления из шлака карбидообразующих элементов вольфрама, титана, тантала в оптимальном коли 15 20 честве и переходу их в переплавленный металл) к повышению сопротивления смятию при 500 С, окислительной стойкости при 500 С, Суммарное содержание во флюсе окиси вольфрама, двуокиси титана, .ли,ия танталовокислого мета менее 24,0 мас. % приводит (в результате восстановления из шлака карбидообразующих элементов вольфрама, титана, тантала в небольшом количестве и переходу их в переплавленный 25 30 металл в небольшом количестве, что в итоге приводит к снижению сопротивления смятию при 500 С и окислительной стойкости при 500 С, Суммарное содержание во флюсе окиси вольфрама, двуокиси титана, лития танталовокислого мета более 29,0 мас,приводит (в результате восстановления из шлака карбидообразующих элементов вольфрама, титана, тантала в большом количест 35 40 ве и перехода их в переплавленный металл в большом количестве) к крупным скоплениям карбидных фаз и образованию ной вязкости и линейного размера критического раскрытия трещины. Кроме того, суммарное содержание во флюсе окиси вольфрама, двуокиси титана, лития танталовокислого мета более 29,0 мас, приводит к перелегированию переплавленной стали, изза чего образуется повышенное количество остаточного аустенита, приводящий к снижению твердости. Приведенное содержание окиси алюминия (А 20 з) во флюсе в пределах 4-6 мас. Ообеспечивает умеренную скорость переплава металла, а следовательно, снижает склонность к образованию в переплавленном металле осевой рыхлости, что положительно сказывается в после 50 55 карбидной неоднородности, что в итоге от 45 рицательно сказывается на снижении удардующем на повышении технологичности при ковке и на повышении ударной вязкости. Приведенное содержание фтористого кальция (СаЕг) во флюсе в пределах 44,0 - 58,5 мас. Опридает шлаку достаточную температуру плавления и кипения, что положительно влияет на плотность переплавленного металла, Кроме того, наличие во флюсе фтористого кальция в указанных пределах снижает склонность переплавленного металла к порообразованию, связывая водород в нерастворимое в переплавленном металле соединение фтористый водород, а также обеспечивает хорошее удаление неметаллических включений, что в совокупности положительно сказывается на повышении линейного размера критического раскрытия трещины, термической усталости при 500 С. Приведенное содержание двуокиси титана (ТОг) во флюсе в пределах 5 - 9 мас. % придает расплавленному шлаку высокую газопроницаемость, в результате чего переплавленный металл получается без сегрегаций газовых пор, что положительно сказывается на повышении твердости, окислительной стойкости, сопротивления смятию при 500 С,Наиболее эффективно флюс для электрошлакового переплава может быть использован при переплавке отходов инструментального производства и отработанного инструмента из сталей 5 ХНМ, 5 ХНВ с последующей ковкой заготовок для штампов горячего деформирования, имеющий разогрев рабочей поверхности до 500 С для прессования деталей типа конуса из высокопрочновязкой стали. Инструмент (штампы) достигает размеров диаметром 200 мм, высотой 270 мм и работает при удельных давлениях до 60 кгс/мм, Для пояснениягизобретения ниже описаны примерные составы со ссылками на прилагаемую таблицу, Предлагаемый флюс является керамическим и изготавливается по традиционной технологии, включающая следующие операции: приготовление шихты флюса, перемешивание со связующим компонентом, изготовление крупки, сушки, Составляющими флюса дробятся, размалываются и просеиваются через сита с таким расчетом, чтобы размер порошка компонентов в поперечнике составлял не более 0,5 мм. Шихта, составленная из необходимого количества компонентов, тщательно механически перемешивается, после чего в нее добавляется в качестве связующего компонента водный раствоо жидкого натриевого стекла плотностью 1,31 г/см в количестве 23,0 мас. Оот общей массы сухой смеси и снова производится тщательное перемешивание до пол 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 учения однородной массы, Однородная масса гранулируется в"крупку путем протирания через проволочное сито с расстояниями между проволоками 2 мм, Готовая крупка подсушивается на поддоне при толщине насыпного слоя 20 мм в камерной электрической печи в течение 15-20 мин при 200 С, затем просеивается через сито (сито 25 отв/см ) и прокаливается при 375 С вгтечение 3 ч. Готовый флюс хранится и транспортируется в условиях, исключающих его увлажнение и истирание,Из отработанного инструмента из стали 5 ХНМ и отходов инструментального производства из стали 5 ХНМ готовят расходуемый электрод диаметром 120 мм, После зачистки от окалины расходуемый электрод переплавляют в печи электрошлакового переплава ЭШП,25 ВГЛ-И 1 в водоохлаждаемом медном кристаллизаторе с внутренним диаметром 220 мм, Переплавку электрода производят при твердом старте, по режиму: ток 4,5 кА, напряжение 41 В, т,е. по известной технологии электрошлакового переплава с флюсом с соответствующим содержанием ингредиентов, Выплавленные слитки диаметром 220 мм, высотой 250 мм отжигают при 750 С с выдержкой 2,5 ч и перековывают в интервале температур 1180-850 С свободной ковкой по схеме: осадка на 1/2 высоты вытяжка до начальных размеров. осадка на 1/3 высоты, вытяжка до начальных размеров (через квадрат-круг), осадка до размеров Н 0 на 20 мм с вытяжкой до размеров заготовки в направлении, перпендикулярном образующей цилиндра-полуфабриката, заделка на круг, После отжига при 790 С в течение 2,5 ч заготовку обтачивают на металлорежущем станке до диаметра 200 мм, высотой 270 мм с припуском под шлифовку. Затем обточенная заготовка штампа диаметром 200 мм и высотой 270 мм с припуском под шлифовку проходит закалку (закалка от температуры аустенитизации 860 С. время выдержки при 860 С, 2,5 ч, охлаждение в масле) и отпуск (отпуск при 500 С в течение 5 ч, охлаждение на воздухе).Химический состав флюса приведен в табл,1 и 2,Состав флюса 1 (табл. 1) не обеспечивает переплавленному с последующей перековкой металлу высокой твердости, равной 40,3 ед. НРС. Твердость замерялась на приборе Роквелла типа ТКна образцах размером 15 х 15 х 15 мм, вырезанных электроэрозионным способом с наружной поверхности заготовок диаметром 200 мм и высотой 270 мм, прошедшие закалку от температуры аустенитизации 860 С с выдерж5 10 15 20 25 30 35 40 50 д 04 (Ь - 1 о) 55 мм,кой 2,5 ч и охлаждения в масле с последующим отпуском при 500 С продолжительностью 5 ч, охлаждение на воздухе, Твердость определяют на шлифованных с параметром шероховатости Ба=0,32 мкм, температура испытания 500 С, Указанный состав флюса не обеспечивает переплавленному с последующей перековкой металлу высокой ударной вязкости, равной 672 кДж/м, Ударнуюгвязкость определяют на шлифованных до параметра шероховатости Ве=0,32 мкм образцах 11 типа при Ч-виде концентратора (8=0,25 мм). Образцы для определения ударной вязкости вырезались электроэрозионным способом с поверхности заготовок диаметром 200 мм и высотой 270 мм, прошедшие закалку от температуры аустенитизации 860 С с выдержкой 2,5 ч и охлаждения в масле с последующим отпуском при 500 С продолжительностью 5 ч охлаждение на воздухе, Испытания проводят на копре с запасом работы маятника 147 Дж при 500 С, Указанный состав флюса не обеспечивает переплавленному с последующей перековкой металлу высокого уровня линейного размера критического раскрытия трещины, который равен 0,224 мм, Линейные размеры критического раскрытия трещины (дс) определяют при 20 С на шлифованных до параметра шероховатости Бе=0,32 мкм образцах малого размера 12 х 12 х 65 мм, вырезанных электроэрозлонным способом с поверхности заготовок диаметром 200 мм, высотой 270 мм, прошедшие закалку от температуры аустенитизации 860 С с выдержкой при 860 С 2,5 ч и охлаждения в масле с последующим отпуском при 500 С продолжительностью 5 ч, охлаждение на воздухе, Образцы имеют треугольный надрез с углом 45 и наведенную усталостную трещину. Испытания проводят на машине ИМА со скоростью деформирования 1,2 мм/мин; расстояние между опорами 40 мм, приложение нагрузки - сосредоточен ное на 1/21 образца с записью диаграммы, по которой определяют время протекания пластической деформации (тп,) до момента разрушения образца, Величину критического раскрытия трещины(дс) вычисляют по формуле 1 = тпдЧдеф .где Ь - длина в поперечном сечении образца, мм;1 о - длина трещины, включая надрез,1 - прогиб образца к моменту разрушения, мм;1 - половина расстояния между опорами образца, мм;Тпрр - время протекания пластическойдеформации до маиента разрушения образца, мм;Чдеф - скорость перемещения захватовустановки, мм/мин,Указанный состав флюса не обеспечивает переплавленному с последующей перековкой металлу высокого уровнясопротивления смятию равного 0,691 мм.Сопротивление смятию (Л 1, мм) определяютна шлифованных до параметра шероховатости Бе=0,32 мкм образцах диаметром 5 мм идлиной 8 мм, вырезанных электроэрозионным способом с поверхности заготовокдиаметром 200 мм, высотой 270 мм, прошедшие закалку от температуры аустенитизации 860 С с выдержкой при 860 С 2,5 ч иохлаждении в масле с последующим отпуском при 500 С продолжительностью 5 ч,охлаждение на воздухе, Для определениясопротивления смятию образец диаметром5 мм и длиной 8 мм помещают вертикальномежду верхней и нижней водоохлаждаемыми плитами размером каждой 140 х 125 мм ивысотой 170 мм, Затем водоохлаждаемыеплиты с образцом помещают во внутрьпрямоугольной жесткой рамы, на основании которой внутри смонтирован гидравлический домкрат с манометром.Водоохлаждаемые плиты с образцом устанавливают внутри прямоугольной рамытак, чтобы нижняя поверхность водоохлаждаемой плиты находилась на площадкегидравлического домкрата, а верхняя поверхность верхней плиты упиралась в верхнюю перекладину рамы, Между нижнейповерхностью перекладины рамы и верхнейповерхностью верхней плиты, а также между нижней поверхностью нижней плиты иверхней поверхностью площадки гидравлического домкрата устанавливают прокладкииз электроэрозионного материала, Водоохлаждаемые плиты имеют клеммы для подвода электрического тока. В начале испытанияобразец предварительно сжимают гидравлическим домкратом до нормального напряжения 50 кгс/мм, а затем отгэлектросварочной установки модели ВС 600 М УЗ через клеммы плит, плиты, образец пропускают электрический ток. Образецнагревается и расширяется, в результатечего напряжение сжатия дополнительноувеличивается до нормального напряжения 60 кгс/мм, Затем после нагрева электгрический ток отключают и образец51015 20 25 30 35 40 45 50 55 охлаждают за счет стока тепла к водоохлаждаемым плитам. Температуру нагрева измеряют приваренной к поверхности образца 0,2 мм платина - платинородиевой термопарой. Цикл температурно-силового воздействия (ЦТСВ) включает электронагрев со скоростью 500 град/с до 500 С без выдержки, охлаждение до 500 С без выдержки, охлаждение до 350 С со скоростью 50 град/с.Придостижении температуры 5000 С в образце напряжение сжатия составляет 60 кгс/мм . Усилие домкрата, а также усилие, возникающее на образце в результате температурно-силового воздействия, замеряют манометром, После проведения 2500 циклов температурно-силового воздействия ЦТСВ образец вынимают и определяют уменьшение длины (Ь 1) по формуле: Л 1=10-1, где Л - уменьшение длины, мм; 1 О и 1 - длина образца соответственно до и после температурно-силового воздействия, мм, По. изменению Л 1 оценивают сопротивление смятию. Линейное измерение образцов производят микрометром типа МК 25-1; Указанный состав флюса не обеспечивает переплавленному с последующей перековкой металлу термической усталости, равной 6905 циклов. Термическую усталость определяют на шлифованных до параметра шероховатости Ва = 0,32 мкм образцах диаметром 20 мм и длиной 55 мм, вырезанных электроэрозионным способом с поверхности заготовок диаметром 200 мм, высотой 270 мм, прошедшие закалку от температуры аустенитизации 860 С с выдержкой при 860 С 2;5 ч и охлаждлении в масле с последующим отпуском при 500 С продолжительностью 5 ч, охлаждение на воздухе. Для определения термической усталости образцы нагревают токами высокой частоты на установке ЛПЗВ при частоте тока 60 - 74 кГц на глубину 1;2 - 1,5 мм, Термический циклвключает: нагрев образцов до 500 С в течение 6 с и охлаждение в масле до 20 С, Через каждые 10 термических циклов образцы зачищают и исследуют на наличие трещин, Термическую усталость определяют по числу термических циклов до образования первой трещины. Указанный состав флюса не.обеспечивает переплавленному с последующей перековкой металлу высокой окислительной стойкости, которая равна 0,50 г/м ч. Окислительную стойкость определяют на шлифованных до параметра шероховатости Ва=0,32 мкм образцах диаметром 5 мм и длиной 100 мм, вырезанных электроэрозионным способом с поверхности заготовок диаметром 200 мм, высотой 270 мм, прошедшие закалку от температуры аустенитизации 860 С с выдержкой при 860 С 2,5 ч и охлаждением в масле с последующим отпуском при 500 С продолжительностью 5 ч, охлаждение на воздухе. Для определения окислительной стойкости образцы укладывают в алундовые тигли с мелкой окалиной малоуглеродистой стали марки 09 Г 2 С и засыпают этой же окалиной сверху. Тигли с образцами нагревают в электрической печи до 500 С в течение 27 ч и охлаждают тигли с образцами и окалиной на воздухе. Образцы до нагрева и после нагрева взвешивают на аналитических весах ВЛАи измеряют поверхность, Окислительную стойкость определяют по привесу образцов по формуле Ц - (г/м ч 1, Рг Р 1 г Яг г Яг т где Р и Рг - вес образцов соответственно до нагрева и после нагрева, ч;Я и Яг - площадь образцов соответственно до и после нагрева, м;т- время нагрева, равное 27 ч.Состав флюса 2 прирассмотренных методах испытаний, режимах термической обработки обеспечивает переплавленному с последующей перековкой металлу высокие уровни при температуре испытания 500 С твердости (42,9 ед. НВС), сопротивления смятию (0,576 мм), термической усталости (7217 циклов), окислительной стойкости (0,41 г/м ч), ударной вязкости (802 кДж/м ), а также линейного размера критического раскрытия трещины (0,32 мм),Состав флюса 3 при рассмотренных методах испытаний режимах термической обработки обеспечивает переплавленному с последующей перековкой металлу высокие уровни при температуре испытания 500 С твердости (43,8 ед, НВС), сопротивления смятию (0,494 мм), термической усталости (7105 циклов), окислительной стойкости (0,34 г/м ч), ударной вязкости (746 кДж/м ), а также линейного размера критического раскрытия трещины (0,275 мм),Состав флюса 4 при рассмотренных методах испытаний, режимах термической обработки обеспечивает переплавленному с последующей перековкой металлу высокие уровни при температуре испытания 500 С твердости (44,6 ед. НВС), сопротивления смятию (0,407 мм), термической усталости (7009 циклов), окислительной стойкости (0,26 г/м ч), ударной вязкости (702 кДж/м ), а также линейного размера критигческого раскрытия трещины (0,231 мм).Состав флюса 5 при рассмотренныхвыше методах испытаний, режимах термической обработки не обеспечивает переплавленному с последующей перковкойметаллу высокие уровни при температуреиспытания 500 С твердости (41.0 ед. НВС).сопротивления смятию (0,609 мм), термической усталости (6890 циклов). окислительной стойкости (0,485 г/м ч), ударной2,вязкости (614 кДж/м ). а также линейного2размера критического раскрытия трещины(0,192 мм),Состав флюса 6 при рассмотренных методах испытаний, режимах термической обработки не обеспечивает переплавленномус последующей перековкой металлу высокие уровни при температуре испытания500" С твердости (34,2 ед, НРС), сопротивления смятию (0,96 мм), термической усталости (3910 ьиклов), окиглительной стойкости(0,75 г/м ч), ударной вязкости (574кДж/м ), а также линейного размера критигческого раскрытия трещины (0,14 мм),Состав флюса 7 при рассмотренных методах испытаний, режимах термической обработки не обеспечивает переплавленномус последующей перековкой металлу высокие уровни при температуре испытаний500" С твердости (36,5 ед. НКС), сопротивления смятию (0.87 мм), термической усталости (3840 циклов), окислительной стойкости(0.68 г/м ч), а также линейного размера кри 2;,тического раскрытия трещины (0.096 мм). Состав флюса 8 при рассмотренных методах испытаний, режимах термической обработки не обеспечивает переплавленномус последующей перековкой металлу высокие уровни при температуре испытания500" С твердости (38,3 ед. Н КС), сопротивлечия смятию (0,79 мм), термической усталости (3690 циклов), окислительной стойкости(0,60 г/м ч). ударной вязкости (4822,кДж/м ), а также линейного размера крити2ческого раскрытия трещины (0,074 мм),Механико-технологические свойствапереплавленного металла с предлагаемымфлюсом с последующей перековкой представлены в табл, 3 в сопоставлении с пере 5 плавленным металлом с известным флюсомс последующей перековкой.Предлагаемый флюс для электрошлакового переплава отработанного инструментаи отходов инструментального производст 10 ва, как видно из табл, 2, составов 2 - 4, повышает при температуре испытания 500 Ствердость, сопротивление смятию, термическую усталость, окислительную стойкость,ударную вязко:ть, а также линейный размер15 критического раскрытия трещинь,. Применение предлагаемого флюса для переплавки отработанного инструмента и отходовинструментального производства приводитк повышению стойкости инструмента.20 Формула изобретенияФлюс для электрошлакового переплавастального отработанного инструмента и отходов инструментального производства, содержащий окись алюминия, двуокись25 титана, фтористый кальций, о т л и ч а ю -щ и й с я тем. чго, с целью повышения впереплавленном металле при температуреиспытания 500" С твердости, сопротивлениясмятию, термической усталости. окисли 30 тельной стойкости, ударной вязкости, а также повышения линейного размеракритического раскрытия трещины. он дополнительно содержит гольмий фтористый,окись вольфрама, литий танталовокислый35 мета, кальций железистосинеродистый приследующем соотношении компонентов.мас. %: окись алюминия 4,0-6,0; двуокисьтитана 5,0-9,0 гольмий фтористый 7,0 - 11,0;окись всльфрама 5,5-10.5; литий танталово 40 кислый мета 9,5-13,5: кальций железистосинеродистый 6,5-10.0: фтористый кальций -остальное, при этом суммарное содержаниеокиси вольфрама. двуокиси титана, литиятанталовокислого мета составляет 24,0-29,045 мас. %,18 абл абли ическо вскрыт я,1инеинь змер кр 0.2240.320.2750,2310,1920.140.960,074 УдарнаявязкостьС Ч 150/2/10.кДж/м 672 802 746 702 614 574 521482