Состав электродного покрытия



Владельцы патента RU 2458771:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ) (RU)

Изобретение может быть использовано в сварочных электродах для сварки неответственных конструкций из малоуглеродистой стали. Состав электродного покрытия содержит следующие компоненты мас.%: доломит 53-5:5, плавиковый шпат 15-17, кварц - полевошпатовый материал, полученный из отходов обогатительных фабрик Садонского свинцово-цинкового комбината 9-11, ферросилиций 6-8, ферромарганец 3-5, ферротитан 8-10, кальцинированная сода 0,5-1. Кварц-полевошпатовый материал имеет следующий состав, мас.%: SiO2 56,30-65,50, Al2O3 9,30-11,70, TiO2 0,45-0,60, Fe2O3 8,85-14,30, СаО 2,21-2,80, MgO 0,95-1,28, K2O 2,36-2,94, Na2O 0,15-0,17, SO3 0,18-0,36. Технический результат заключается в повышении пластических свойств обмазочной массы и снижении себестоимости готовой продукции. 3 табл.

 

Изобретение относится к составам электродных покрытий и может быть использовано в сварочных электродах для сварки неответственных конструкций из малоуглеродистой стали.

Известно электродное покрытие, содержащее следующие компоненты, мас.%: доломит - 10-15, ферромарганец - 14-17, слюда мускавит - 8-17, вулканический пепел - 10-14, поташ - 1-2, глинистый сланец - 6-10, борная кислота - 0,5-1,0, ильменитовый концентрат - остальное (см. патент РФ №2078664 МПК6 B23K 35/365, опубл. 10.05.1997 г.).

Недостатком такого состава является высокая гигроскопичность покрытия за счет содержания в значительных количествах таких гигроскопических материалов, как глинистый сланец и поташ, что приводит к повышенному содержанию водорода в направленном металле и, как следствие, к снижению механических свойств сварного соединения.

Наиболее близким к заявляемому составу является электродное покрытие, включающее следующее соотношение компонентов, мас.%: доломит - 50-55, плавиковый шпат - 12-18, туфогенный песок - 8-10, ферросилиций - 3-8, ферромарганец - 4-6, ферротитан - 8-12, кальцинированная сода - 0,5-1, целлюлоза - 0,5-1,0 (см. патент РФ №2198774, МПК7 B23K 35/365, опубл. 20.02.2003 г.).

Недостатком прототипа является низкая пластичность, высокая трудоемкость процесса изготовления обмазочной массы.

Задачей изобретения является создание электродного покрытия для получения качественных сварных электродов низкой себестоимости за счет использования отходов обогащения Садонского свинцово-цинкового комбината (Республика Северная Осетия-Алания) и улучшение окружающей среды.

Технический результат заключается в повышении пластических свойств обмазочной массы и снижении себестоимости готовой продукции.

Этот технический результат достигается тем, что в известный состав электродного покрытия, включающий доломит, плавиковый шпат, ферросилиций, ферромарганец, ферротитан, кальцинированную соду, согласно изобретению дополнительно введен кварц-полевошпатовый материал, полученный из отходов обогащения Садонского свинцово-цинкового комбината, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Доломит - 53-55
Плавиковый шпат - 15-17
Кварц-полевошпатовый  
материал - 9-11
Ферросилиций - 6-8
Ферромарганец - 3-5
Ферротитан - 8-10
Кальцинированная сода - 0,5-1,0,

при этом кварц-полевошпатовый материал имеет следующий состав, мас.%: SiO2 56,30-65,50, Al2O3 9,30-11,70, TiO2 0,45-0,60, Fe2O3 8,85-14,30, СаО 2,21-2,80, MgO 0,95-1,28, K2O 2,36-2,94, Na2O 0,15-0,17, SO3 0,18-0,36.

Данное техническое решение позволит улучшить пластические свойства обмазочной массы, снизить потенциал ионизации в процессе возбуждения сварочной дуги, образуя легко удаляемую шлаковую корку. А углистые соединения, входящие в его состав, при сгорании выделяют СО2, который создает дополнительную газовую защиту. Основными преимуществами использования кварц-полевошпатового материала из хвостов обогащения в качестве шлакообразующего компонента покрытий сварочных электродов являются снижение себестоимости конечной продукции на 10-12% по сравнению с прототипом, улучшение экологической ситуации в районах накопителей хвостов обогащения полиметаллических руд.

В табл.1 представлены экспериментальные данные исследуемых технологических свойств обмазочной массы, включающей кварц-полевошпатовый материал, полученный из отходов обогащения Садонского свинцово-цинкового комбината, в таблице 2 - химический состав кварц-полевошпатового материала и в таблице 3 - гранулометрический состав кварц-полевошпатового материала.

Состав электродного покрытия получали следующим образом.

По отработанной технологии были изготовлены экспериментальные варианты электродов из проволоки Св-08, ⌀4 мм. Испытания электродов проводились в различных пространственных положениях. Результаты испытаний показали, что хорошая отделимость шлаковой корки с поверхности шва, а также высокие сварочно-технологические свойства электродов обеспечивались при содержании в покрытии 9-11% кварц-полевошпатового материала, полученного из отходов обогащения Садонского свинцово-цинкового комбината, химический состав которого приведен в табл.2. При этом данный материал удовлетворяет требованиям, предъявляемым к гранулометрическому составу обмазочной массы, и не требует дополнительного измельчения (см. табл.3.).

Электроды с заявленным составом покрытий использовали при сварке изделий из низкоуглеродистой конструкционной стали, и наплавленный металл шва подвергали механическим испытаниям согласно ГОСТ 9466-75, результаты которых сведены в табл.1. По механическим свойствам наплавленный металл предложенных составов покрытия электродов относятся к типу Э-46 (ГОСТ 9467-75) и обеспечивают требуемые значения по механическим свойствам.

Использование данного состава электродного покрытия по сравнению с прототипом позволит повысить прочность готового электродного покрытия, улучшить пластические свойства обмазочной массы и отделимость шлаковой корки, обеспечить дополнительную газовую защиту и, главное, позволит использовать более дешевое и доступное сырье взамен дефицитного дорогостоящего материала при сохранении высоких механических свойств сварного шва.

Таблица 1
Экспериментальные данные исследуемых технологических свойств обмазочной массы, включающей кварц-полевошпатовый материала, полученный из отходов обогащения Садонского свинцово-цинкового комбината
Компонент покрытия Состав покрытия, мас.%
прототип Предлагаемый состав
N 2198774 1 2 3 4 5
Доломит 50 50 53 54 55 60
Плавиковый шпат 15 17 17 16 15 15
Туфогенный песок 10 - - - - -
Кварц-полевошпатовый материал - 12 10 10 9 10
Ферросилиций 5 7 6 7 7 6
Ферромарганец 6 4 3 4 5 5
Ферротитан 12 9 10 8 8 3
Кальцинированная сода 1 1 1 1 1 1
Целлюлоза 1 - - - - -
Механические свойства металла шва
Временное сопротивление, МПа 440 425 475 490 510 450
Относительное удлинение, % 26 27 22,0 20,6 21,8 27
Ударная вязкость, Дж/м2 13500 15000 9700 10800 11500 14000
Прочность покрытия 17,2 15,2 21,9 22,7 23,2 18,5
Работа на удаление шлака Дж/м2 5600 6000 3400 3200 2900 5000
Таблица 2
Химический состав кварц-полевошпатового материала - отходов обогащения Садонского свинцово-цинкового комбината
№ пробы Содержание в % на высушенное при 10°С вещество
SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3
1 65.50 10,70 0.50 9,50 2,21 0,95 2,54 0,17 0,36
2 62.60 11,70 0.60 8,85 2,69 1,16 2,94 0,17 0,25
3 61.20 10,70 0.55 10,85 2,39 1,21 2,72 0,17 0,23
4 63.80 10,50 0.55 9,65 2,69 1,10 2,68 0,16 0,26
5 63.30 11,00 0.55 9,20 2,78 1,10 2,77 0,15 0,35
6 56.30 9,30 0.45 14,30 2,80 1,28 2,36 0,15 0,18
Таблица 3
Гранулометрический состав кварц-полевошпатового материала из отходов обогащения Садонского свинцово-цинкового комбината
№№ пробы   Зерновой состав
Диаметр отверстий сит, мм
2,5 1,25 0,63 0,315 0,16 <0,16
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Част. ост. в гр. - - 1 25 45 29
Част. ост. в % - - 1,0 25,0 45,0 29,0
Поли. ост. в % - - 1,0 26,0 71,0 100,0

Состав электродного покрытия, включающий доломит, плавиковый шпат, ферросилиций, ферромарганец, ферротитан, кальцинированную соду, отличающийся тем, что в него дополнительно введен кварц-полевошпатовый материал, полученный из отходов обогатительных фабрик Садонского свинцово-цинкового комбината, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Доломит 53-55
Плавиковый шпат 15-17
Кварц-полевошпатовый материал 9-11
Ферросилиций 6-8
Ферромарганец 3-5
Ферротитан 8-10
Кальцинированная сода 0,5-1,

при этом кварц-полевошпатовый материал имеет следующий состав, мас.%: SiO2 56,30-65,50, Al2O3 9,30-11,70, TiO2 0,45-0,60, Fe2O3 8,85-14,30, CaO 2,21-2,80, MgO 0,95-1,28, K2O 2,36-2,94, Na2O 0,15-0,17, SO3 0,18-0,36.



 

Похожие патенты:

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 относится к сварочным материалам и может быть использовано для ручной дуговой сварки дуплексных и разнородных сталей, в частности углеродистых с низколегированными или среднелегированными закаливающимися сталями, аустенитных или аустенитно-ферритных сталей, в т.ч.

Изобретение относится к области производства сварочных материалов для высоколегированных жаропрочных сплавов на железохромоникелевой основе и может быть использовано при изготовлении и монтаже ответственных конструкций в металлургии, энергомашиностроении, химической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности, например, для изготовления и ремонта реакционных змеевиков высокотемпературных установок пиролиза, подвергающихся значительным статическим нагрузкам, работающих при температурах 800-1100°C, в условиях науглероживания, коррозии и износа труб.

Изобретение относится к сварочным материалам, применяющимся в металлургическом, нефтехимическом и общем машиностроении, и может быть применено в процессах ручной дуговой сварки или наплавки для модифицирования наплавленного металла наноразмерными тугоплавкими частицами.
Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано для ручной дуговой сварки высоколегированных жаропрочных и жаростойких сталей с содержанием хрома более 25% и никеля от 15% и более, а также сплавов на железоникелевой и никелевой основе.

Изобретение относится к материалам для электродуговой сварки и может быть использовано как покрытие электродов для выполнения заполняющих и облицовочных слоев шва стыков трубопроводов из сталей групп К 60(Х70) - К 70(Х80), а также металлоконструкций из сталей с нормативным пределом прочности до 686 МПа включительно.
Изобретение относится к области производства сварочных материалов и может быть использовано в различных областях промышленности для сварки легированных теплоустойчивых хромомолибденовых сталей, работающих при температуре плюс 450°С.
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 может быть использовано для сварки или наплавки изделий из 13% хромистых сталей, работающих в условиях высоких нагрузок, повышенного износа и коррозионного воздействия. Стержень электрода выполнен из стали, содержащей компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод не более 0,015, кремний 0,2-0,5, марганец 0,3-0,7, хром 11,5-13,5, никель 1,8-2,5, железо - остальное. Покрытие содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: плавиковый шпат 35-40, двуокись титана 20-30, хром металлический 1-6, кремнефтористый натрий 5-15, никель 2-8, молибден 0,5-4, оксид редкоземельного металла 0,5-6, мрамор - остальное. Жидкое стекло калиево-натриевое к массе сухой смеси 20-28. Электроды обеспечивают высокую стойкость наплавленного металла или металла сварного соединения к образованию холодных трещин и прочностные характеристики наплавленного металла или металла сварного шва на уровне свариваемых 13%-хромистых сталей аустенитно-мартенситного класса при сохранении высоких показателей пластичности и ударной вязкости. 3 табл., 1 пр.

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. Данный твердый проводник содержит электропроводящее измельченное твердое вещество, состоящее из оксида металла, который сохраняется твердым и не реакционноспособным на воздухе при 1200°C. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил., 5 табл., 3 пр.

Изобретение может быть использовано для ручной дуговой сварки деталей и конструкций из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей в строительной, нефтегазовой и других отраслях промышленности. Электродное покрытие включает компоненты при следующем соотношении, мас.%: известняк 29,2-35,8, плавленый компонент 16,4-23,9, рутил или диоксид титана 13,7-14,2, плавиковый шпат 10,8-12,8, полевой шпат 6,8-8,7, ферромарганец 6,9-9,5 и каолин 5,2-6,1. Плавленый компонент представляет собой синтетический минеральный сплав и включает компоненты в следующем соотношении, мас.%: оксид кремния 38-39, оксид алюминия 22-24, оксид железа (III) 12-14, оксид кальция 10-12, оксид магния 9-10, оксид калия и/или оксид натрия 3-5. Состав электродного покрытия основного типа, разработанный на основе доступного, недефицитного и недорого минерального сырья Пермского края, обеспечивает достаточно высокий уровень сварочно-технологических свойств электродов: легкое зажигание и стабильность горения дуги, полное предотвращение пористости металла сварного шва, получение легкоотделяемой шлаковой корки, качественное формирование сварного шва в различных пространственных положениях. 2 ил., 2 табл.
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 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.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2012-08-20 2013-03-19T15:00:36
Наверх