Флюс
с о сс»-.....-.—
-":- акти
О П И С АЙ" " - 11599944
ИЗОБРЕТЕН
Союв Севвтаких
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ (б1) Дополнительное к авт. свнд-в (22) Заявлено 28.06.76 (21) 23960 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 30,03.78. Бюлл (45) Дата опубликования описани (51) М. Кл.2 В 23К 35/362
Государственный комитет
Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.791.92.042. .2 (088.8) (72) Авторы изобретения
В. Я. Воротников, С. В. Иванов и Л, A. 1 атьянченко
Курский политехнический институт (71) Заявитель (54) ФЛЮС
28
50 20
14
Изобретение относится к области сварки, в частности к составам для индукционной наплавки твердого сплава. Состав может быть введен как составляющая шихты порошковой проволоки, которая может быть ис- 5 пользована для армированных деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного изнашивания с активными ударными нагрузками.
Известна шихта (1) для индукционной на- 10 плавки твердого сплава, содержащая следующие компоненты, вес. о :
Феррованадий 7,4 — 7,8
Ферромарганец 2,0 — 2,2
Флюс 1,0 в 1,2 15
Релит Остальное
При этом флюс содержит следующие компоненты, вес. :
Хлористый натрий
Хлористый калий
Хлористый литий
Фтористый натрий
При на плавке токами высокой частоты указанной шихтой армированный слой состо- 25 ит из частично оплавленных зерен релита, сцементированных металлосвязкой, являющейся продуктом кристаллизации расплавленного металла упрочняемой поверхности. В процессе наплавки металлосвязка легирует- 30 ся продуктами частичного растворения рслнта и легнрующимн элементами, входящими в шихту (марганцем и ванадием) .
Применение известной шихты позволяет получать армированный слой, стойкий к ударным нагрузкам н абразивному изнашиванию.
Однако как показала практика использования этой шихты в промышленных услоьнях она обладает рядом недостатков. Это связано с несовершенством флюсующей части шихты. Используемые в шихте фторнстые и хлористые соединения натрия, калия и лития очень гигроскопичны, кроме того, при температуре наплавки они разлагаются с выделением ядовитых паров и газов. Образующийся шлак имеет низкую вязкость, что являстся причиной его стекания с упрочняемой поверхности в процессе армировання (наплавки), Стекающий шлак увлекает за собой легирующие добавки (феррованадий, ферромарганец), тем самым затрудняя, а иногда и исключая, легирование кристаллизующегося армированного слоя. Это в свою очередь ухудшает эксплуатационные характеристики слоя (износостойкость н стойкость к ударным воздействиям). Помимо низкой вязкости шлака щелочные составляющие флюса известной шихты способны образовывать прн температуре 800 — 850 С так называемые ванадаты натрия или калия, что также может приво599944
11 I ll
83,5 82
9,5 10
4,5 5
2,5 3
Фтористый кальций
Кремнезем
Окись меди
Борный ангидрид
4
45 входящих в шихту состава, вес. y,:
Феррованади и
Ферромаргвнец
Флюс
Релит
7,5
2,1
1,5
Остальное
60 дить к нежелательному снижению конпентрации ванадия в металлосвязке армированного слоя.
Известен плавленый флюс (2), содержащий следующпс компоненты, вес. %:
Кремнезем 33--40
Закись марганца (МnÎ) 35 — 40
Фтористый кальций (2,5
Окись кальция 4,5 — 6
Окись магния (2
Глинозем 9 — 12
Борный ангидрид 0,4 — 0,8
Двуокись титана 1,5 — 6,0
Известный флюс не позволяет повысить пластичность металла шва и стойкость его к ударным нагрузкам при введении его в состав шихты.
С целью повышения пластичности металла шва и стойкости его к ударным нагрузкам флюс дополнительно содержит окись меди при следукнцем соотношении компонентов, вес. %:
Кремпезсм 9 — 10
Борный ангидрид 2 — 3
Окись меди 4 — 5
Фтористый кальций Остальное
Предложенный флюс вводят в шихту следующего состава, вес. %:
Феррованадий 7,4 — 7,8
Ферромаргапец 2,0 — 2,2
Флюс 1,0 в 1,2
Релит Остальное
Указанное количество фтор истого кальция
СаГ, введенного во флюс, обеспечивает наведение оптимального количества шлака с низкой вязкостью и высокотемпературной устойчивостью.
Кремнезем SiO в шихте в количестве 9—
10% обеспечивает оптимальную вязкость шлака (повышает вязкость расплава CaF —
SiO от 0,4 до 1,2 пуаза), исключающую стекание его с наплавляемой поверхности. Кроме того, кремнезем образует комплексное соединение с окислами железа (FO SiO — фаялит), имеющее низкую температуру плавления (-1200 С). Это исключает вредное влияние окисных пленок наплавляемой поверхности при многостороннем армировании зубьев шарошек буровых долот.
Окись меди СиО в количестве 4 — 5% практически не влияет на свойства шлака. Однако при температуре армирования СцО активно восстанавливается углеродом, поступающим в расплавленную металлосвязку за счет частичного растворения зерен релита. Восстановленная медь легирует металлосвязку, способствуя образованию в ней аустенита и тем самым повышает пластичность металлосвязки (наплавленного металла), а отсюда и стойкость армированного слоя к ударным нагрузкам.
Этому же способствует и удаление углерода из расплавленного металла для восстанов5
40 ленпя окиси меди. Образующийся при восстановлении меди СО способствует защите зоны армирования на заключительном этапе процесса от воздействия окружающей ат»осферы.
Небольшое количество В Оз (1,5 — 2%) повышает активность флюса и снижает температуру плавления шлака до 1000 †11 С.
Увеличение В Оз в предлагаемом флюсе свыше указанного предела может приводить в расплавленном металле-связке к реакции восстановления бора из борного ангидрида, WC+B O 2Â+3W+3ÑO (Изобарный потенциал реакции при
= 1800 С составляет ЛН=20180, что свидетельствует о возможности ее осуществления).
Легирование при этом металлосвязки (наплавленного металла) бором приводит к ее охрупчиванию и способствует трещинообразованию, что отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках армированного слоя.
Испытания, проведенные по наплавке шихты предложенным флюсом, показали, что температура плавления шлака, образованного вышеуказанными компонентами флюсующсй части шпхты, составляет 1000 — 1100 С.
OII пс разлагастся при температуре наплавки и выделяет в несколько раз меньше токсичных паров и газов. Вязкость шлака (1,0—
1,3 пуаз) обеспечивает нормальное погружение зерен релита и легирующих добавок в расплавленный металл упрочняемой поверхности, а также предотвращает стекание шлака с поверхности.
Для наплавки образцов, представляющих собой зубья шарошек буровых долот, вырезанных из периферийного ряда шарошек долот 2К-214Т, были приготовлены следующие три смеси порошков:
Каждая из трех смесей флюсующих компонентов отдельно перемешивалась с легирующими добавками (феррованадием и ферромарганцем) и релитом.
При наплавке опытных образцов уменьшилось содержание карбидной составляющей на
15 — 20%.
Формула изобретения
Флюс преимущественно для введения в качестве составляющей шихты, предназначенной для индукционной наплавки, содержа599944
Составитель Т. Яровая
Корректоры: Н. федорова и Л. Орлова
Техред Л. Гладкова
Редактор С. Макагон
Заказ 194/14 Изд. М 309 Тираж 1263
НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5
Подписное
Типография, пр. Сапунова, 2 щий кремнезем, борный ангидрид, фтористый кальций, отл ич а ющи йся тем, что, с целью повышения пластичности металла шва и стойкости его к ударным нагрузкам, он дополнительно содержит окись меди при следующем соотношении компонентов, вес. %.
Кремнезем 9 — 10
Борный ангидрид 2 — 3
Окись меди 4 — 5
Фтористый кальций Остальное
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
5 1. Авторское свидетельство СССР № 457567, кл. В 23К 35/36, 1973.
2. Петров Г. Л. Сварочные материалы. Л., «Машиностроение», 1972.
