Порошковая проволока для наплавки

Авторы патента:

B23K35/368 - выбор неметаллических составов материалов электродного стержня, в том числе совместно с выбором материалов для пайки или сварки

Использование: электродуговая наплавка деталей, работающих в условиях термомеханических циклических нагружений. Сущность изобретения: проволока состоит из малоуглеродистой стальной оболочки и шихты. Шихта содержит, мас.% : графит 0,4 - 0,7; феррохром 15,8 - 19,6; ферромолибден 8,1 - 10,3; ферровольфрам 1,1 - 1,8; феррованадий 2,8 - 3,5; ферросилиций 1,3 - 2,1; ферромарганец 1,1 - 1,7; ферротитан 2,4 - 3,4; ферроцерий 1,6 - 2,2; никель 2,8 - 3,8; алюминий 0,9 - 1,2, железо остальное. Изобретение позволяет повысить разгаростойкость наплавленного металла. 2 табл.

Изобретение относится к сварке, в частности к наплавочным материалам, применяемым для электродуговой наплавки деталей, работающих в условиях термомеханического циклического нагружения, например, рабочих валков и роликов станов горячей прокатки, роликов МНЛЗ и др. Известна порошковая проволока, которая предназначена для износостойкой наплавки изделий, работающих при значительных нагрузках при повышенной температуре, и состоит из оболочки и шихты со следующим содержанием компонентов, мас. %: Феррованадий 0,3-8,0 Молибден 0,4-11,0 Никель 0,3-5,5 Ферроалюминий 0,2-4,0 Ферротитан 0,3-4,5 Феррониобий 0,1-3,0 Азот 0,01-0,4 Углерод 0,1-0,8 Кремний 0,1-3,0 Марганец 5,0-14,0 Хром 2,5-14,0 Вольфрам 0,1-5,5 Оболочка Остальное Наиболее близким по химическому составу и назначению является изобретение, защищающее шихту порошковой проволоки для износостойкой наплавки деталей, работающих с ударными нагрузками и при повышенных температурах. Шихта содержит, мас. % : Углерод 0,31-0,45 Марганец 1-1,5 Кремний 1,5-2 Хром 3-4 Вольфрам 0,7-1 Ванадий 0,8-1,5 Молибден 1,7-2,5 Титан 0,01-0,03 Алюминий 0,3-0,2 Никель 0,1-0,3 Железо Остальное а также газошлакообразующие компоненты и некоторые добавки. Металл, наплавленный указанной порошковой проволокой, обладает низкой разгаростойкостью и срок эксплуатации наплавленной детали в условиях циклических термомеханических нагрузок невысок. Цель изобретения - повышение разгаростойкости наплавленного металла. Для этого шихта дополнительно содержит ферроцезий, а марганец, кремний, хром, вольфрам, ванадий, молибден и титан введены в виде ферросплавов при следующем соотношении компонентов, мас.%: Графит 0,4-0,7 Феррохром 15,8-19,6 Ферромолибден 8,1-10,3 Ферровольфрам 1,1-1,8 Феррованадий 2,8-3,5 Ферросилиций 1,3-2,1 Ферромарганец 1,3-2,7 Ферротитан 2,4-3,4 Ферроцерий 1,6-2,2 Никель 2,8-3,8 Алюминий 0,9-1,2 Железо Остальное причем коэффициент заполнения порошковой проволоки 41%. Основными компонентами, повышающими разгаростойкость наплавленного металла, являются церий, титан и алюминий. Титан является сильным раскислителем, уменьшает склонность к старению от азота, т.к. активно с ним связывается. Введение в шихту порошковой проволоки ферротитана в количестве 2,4-3,4% сильно замедляет рост зерна, связывает углерод в карбиды, повышает температуру отпуска, что позволяет сохранять твердость в условиях периодического нагрева и охлаждения, также уничтожает столбчатое строение шва и, следовательно, существенно снижает склонность к горячим трещинам. Алюминий является хорошим раскислителем и его введение предохраняет от окисления редкоземельные металлы. Причем содержание алюминия в порошковой проволоке 0,9-1,2% способствует измельчению зерна. Использование в проволоке ферроцерия 1,6-2,2% при соответствующем содержании никеля, хрома, кремния и молибдена способствует повышению вязкости металла, и его сопротивляемости образованию горячих трещин. Положительный эффект предлагаемого технического решения заключается в повышении долговечности наплавленных деталей, работающих в условиях термомеханических циклических нагружений. Ниже приведены примеры конкретного выполнения предлагаемой порошковой проволоки. Производилось изготовление ряда порошковых проволок различного состава (табл.1) по известной в технике технологии. Из проволок указанных пяти составов, а также проволоки - прототипа выплавлялись в медной водоохлаждаемой кокиль заготовки диаметром 20 мм и длиной 100 мм. Из заготовок изготовлялись образцы на растяжение (ГОСТ 1497-84) для определения прочности и пластичности. Такие же образцы использовались для определения разгаростойкости, которая определялась следующим образом: головки образца с двух сторон защемлялись в медном приспособлении таким образом, чтобы они при нагреве и охлаждении не могли перемещаться. Нагрев средней части образца до 700^оС осуществляли проходящим током от сварочного трансформатора. Охлаждение до 20^оС производили проточной водой. Время нагрева 5 с, время охлаждения 3 с. Критерием оценки разгаростойкости являлось количество циклов нагрев - охлаждение до образования трещин термической усталости. Результаты исследований приведены в табл.2. Как видно из данных табл.2, состав N 5 имеет высокую склонность к образованию разгарных трещин из-за высокой твердости и малой пластичности вследствие повышенного содержания углерода и легирующих добавок. Состав N 1 обладает высокой разгаростойкостью, однако его прочность и твердость малы для деталей, испытывающих термомеханические циклические нагружения (рабочие прокатные валки и др.). Материал-прототип обладает удовлетворительными механическими характеристиками, однако низкой разгаростойкостью. Оптимальным из рекомендуемых составов (NN 2-4) является состав N 3, сочетающий высокие механические характеристики с высокой разгаростойкостью. Технико-экономические преимущества предложенной порошковой проволоки состоит в том, что ее применение позволяет повысить работоспособность наплавленных деталей за счет повышения разгаростойкости наплавленного металла, увеличить производительность оборудования, например прокатного стана, путем уменьшения внеплановых перевалок, повысить качество прокатываемого металла за счет отсутствия отпечатка трещин на поверхности прокатываемого металла.

Формула изобретения

ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ НАПЛАВКИ деталей, работающих в условиях термомеханического циклического нагружения, состоящая из малоуглеродистой оболочки и порошкообразной шихты, содержащей графит, марганец, кремний, хром, вольфрам, ванадий, молибден, титан, алюминий, никель, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения разгаростойкости наплавленного металла, шихта содержит дополнительно ферроцерий, а марганец, хром, вольфрам, ванадий, молибден и титан введены в виде ферросплавов при следующем соотношении компонентов, мас.%: Графит 0,4 - 0,7 Феррохром 15,8 - 19,6 Ферромолибден 8,1 - 10,3 Ферровольфрам 1,1 - 1,8 Феррованадий 2,8 - 3,5 Ферросилиций 1,3 - 2,1 Ферромарганец 1,3 - 2,7
Ферротитан 2,4 - 3,4
Ферроцерий 1,6 - 2,2
Никель 2,8 - 3,8
Алюминий 0,9 - 1,2
Железо Остальное
при этом коэффициент заполнения порошковой проволоки составляет 41%.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 2-2002

Извещение опубликовано: 20.01.2002

Изобретение относится к сварке, в частности к сварочным материалам, а именно к порошковым проволокам для резки металлоконструкций под водой

Состав шихты порошковой проволоки // 1639922

Сварочный электрод // 1625635

Изобретение относится к сварке, в частности к сварочным материалам, и может быть использовано в химическом и нефтехимическом машиностроении

Состав шихты порошковой проволоки для сварки титана // 1613285

Изобретение относится к сварке, а именно к сварочным материалам, в частности к порошковой проволоке, применяемой для сварки плавлением титана и его сплавов в среде защитных газов

Состав порошковой проволоки // 1605451

Изобретение относится к сварке, а именно к материалам для механизированной электродуговой сварки преимущестенно коррозионно-стойких высоколегированных хромоникелевых сталей типа 18 - 10, используемых в химическом, пищевом машиностроении и других отраслях

Состав порошковой проволоки // 1593061

Изобретение относится к сварке, а именно к материалам для механизированной электродуговой сварки, преимущественно коррозионно-стойких высоколегированных хромоникелевых сталей типа 18 - 10, используемых в химическом, пищевом машиностроении, а также в других отраслях

Порошковая проволока для износостойкой наплавки // 1581532

Изобретение относится к износостойкой наплавке стальных и чугунных изделий, в частности к материалам для наплавки порошковой проволокой, и может быть использовано в машиностроении, сельхозтехнике, автомобильном транспорте, металлургическом производстве и др

Состав сердечника порошковой проволоки для износостойкой наплавки // 1580726

Порошковая проволока для сварки атмосферокоррозионностойких сталей // 1567346

Изобретение относится к материалам для электродуговой сварки и может быть использовано для механизированной сварки атмосферокоррозионных сталей типа 10ХНДП, 10ХСНД, 15ХСНД

Порошковая проволока преимущественно для наплавки // 1567345

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к материалам, применяемым для наплавки поверхностей изделий, преимущественно чугунных, для придания им повышенной износостойкости

Порошковая проволока для резки металлов под водой // 2113960

Изобретение относится к сварочным материалам, а именно к порошковым проволокам для дуговых сварочных процессов, и может быть использовано для механизированной резки и строжки металлоконструкций при выполнении подводно-технических работ

Состав порошковой проволоки // 2166419

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к материалам для механизированной сварки в среде защитных газов конструкций из средне- и низколегированных сталей, работающих в условиях отрицательных климатических температур

Износостойкая электродная проволока высокой твердости с флюсовым сердечником // 2181077

Способ электронно-лучевой наплавки // 2205094

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам обработки порошковых материалов с применением процессов электронно-лучевой наплавки, и может быть использовано для восстановления изношенных поверхностей различных изделий

Порошковая проволока для наплавки // 2218256

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к наплавочным материалам, используемым для наплавки на поверхность деталей, работающих при больших удельных давлениях и повышенных температурах (валки горячей прокатки, штампы горячей штамповки и т.д.)

Шихта порошковой проволоки для наплавки стали средней и повышенной твердости // 2225286

Изобретение относится к области сварочного производства, в частности к шихте порошковой проволоки для наплавки открытой дугой слоя стали средней и повышенной твердости

Порошковая проволока для наплавки открытой дугой // 2228829

Порошковая проволока для износостойкой наплавки // 2254218

Изобретение относится к сварочным материалам, в частности к производству порошковых проволок, которые применяются для различных способов наплавки для восстановления размеров изношенных деталей и получения износостойкого защитного покрытия на деталях из низкоуглеродистой и низколегированной стали, работающих в условиях абразивного износа и ударных нагрузок

Порошковая проволока для наплавки // 2254219

Изобретение относится к наплавочным материалам, в частности к порошковым проволокам преимущественно для электрошлаковой наплавки инструментов и изделий, работающих при температурах до 1200°С, в условиях высокотемпературного износа при длительном температурно-силовом воздействии (ТСВ)

Порошковая проволока для наплавки деталей металлургического оборудования // 2257988

Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано при автоматической наплавке под флюсом для восстановления размеров изношенных деталей и получения износостойкого защитного покрытия на деталях металлургического оборудования, работающих в условиях сжатия и абразивного износа при температурах до 600°С