Состав сварочного прутка

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

>щ 617213

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.03.77 (21) 2459525/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.78. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 07.07.78 (51) М. Кл в В 23 К

35/30

С„2C

37/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.791.042. .3 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заяви1ель

П. И. Гольдинберг, В. И, Левченков и Б. Г. Иванов

Всесоюзный научно-исследовательский институт литейного

Изобретение относится к сварке серого чугуна, преимущественно газовой сварке и пайкосварке на рабочих поверхностях базовых деталей станков и машин.

Известен состав сварочного прутка для газовой сварки серого чугуна E1i содержащий следующие компоненты, вес.

Углерод 3 — 3,4

Кремний 3 — 3,6

Марганец 0,4 — 0,7

Никель 0,2 — 0,6

Титан 0,1 — 0,2

Медь 1 — 3,5

Железо Остальное

Известен также (2) чугунный присадочный пруток марки ЭМЧ, содержащий следующие компоненты, вес. :

Углерод 3,5 — 4

Кремний 4 — 5

Марганец 0,7

Никель 25 — 35

Железо Остальное

Известные прутки обладают неудовлетворительными флюсующими свойствами, имеют низкую смачиваемость, что способствует возникновению деформаций завариваемой детали.

Наличие повышенного содержания кремния в прутке приводит к образованию большого количества неметаллических включений силикатного типа, укрупнению графита, к образованию пористости.

Медь и никель хотя и в меньшей степени, чем кремний, оказывают графитизирующее влияние на наплавленный металл.

Никель одновременно и упрочняет металлическую матрицу в чугуне, но упрочненне металла незначительное.

С целью повышения флюсующих свойств прутка и повышения качества наплавленного металла состав дополнительно содержит цирконий и стронций при следующем соотношении компонентов в вес.

Углерод 3,8 — 4,2

15 Кремний 1,2 2

Марганец 0,2 — О,б

Цирконий 0,03 — 0,3

Стронций 0,01 — 0,25

Железо Остальное

Улучшение технологических свойств прутка и качества наплавленного металла обеспечивается совместным влиянием цнркония и стронция.

Согласно теории активных зародышей графитизатором может быть элемент, активный tto отношению к газам или составляющим чугуна, продукты взаимодействия которого с газами или другими компонентами чугуна являются активными зароды30 шами. К таким элементам относится цнр617213

1. Состав прутка, вес. y„

3,30

3,50

0,50

4,15

1,95

0,35

0,40

0,30

4,20

2,04

0,35

0,30

0,25

4,12

1,90

0,40

0,15

0,10

4,10

1,98

0,33

0,03

0,01

4,10

2,0

0,35

0,02

0,005

Углерод

Кремний

Марганец

Цирконий

Стронций

Никель

0,50

2,40

0,15

89,65

Медь

Титан

92,85

93,33

92,86

93,52

93,55

Железо

229 †2

229 †2

201 — 207

197 †2

269 — 321 207 — 217

Твердость напл. мет. (НВ)

Плотность напл. металла пор нет

34 — 36 пор нет

33 — 35 пор нет

18 — 23 пор нет

33 — 36 пор нет

34 — 36 мало пор

28 — 30 хорошая удовлетв. хорошая идентич. хорошая плохая идентич. удовлетв. идентич.

48 идентич.

56 идентпч, 670

45 идентич, 630

65о

665

615

68 копий. Обладая высоким химическим сродством к азоту, кислороду и сере, он оказывает существенное влияние на раскисление чугуна.

Введение циркония в количестве 0,03—

0,3% снижает пористость наплавленного металла, уменьшает количество включений силикатного типа с одновременным увеличением количества включений типа двуокиси циркония, которая хорошо смачивается железом, является центром графитизации и способствует измельчению графитовых включений.

В то же время цирконий адсорбирует в значительном количестве водород, в результате чего образуется гидрид ZrH2. Лдсорбируя водород из жидкого расплава чугуна, цирконий тем самым устраняет вредные влияния водорода на процесс графитизации, поскольку водород является сильным стабилизатором цементита.

Введение в чугунный пруток меньшего количества циркония приводит к резкому повышению твердости наплавленного металла из-за недостаточной степени графитизации чугуна, что в свою очередь приводит к ухудшению обрабатываемости металла наплавки. Наблюдается появление пористости направленного металла и ухудшение смачиваемости из-за снижения раскислительной способности и флюсующих свойств прутка. При повышении содержания циркония дальнейшего улучшения качества наплавленного металла не наблюдается и поэтому экономически нецелесообразно вводить его свыше 0,3%.

Сильное раскисляющее воздействие на чугун оказывает стронций в количестве

0,01 — 0,25, обладающий высокой химиче2. Характеристика наплавки и прутка

Прочность напл. металла (кг/мм )

Обрабатыв. напл. металла

Цвет наплавл. металла

Жидкотекучесть прутка (мм)

Смачиваемость (краевой угол) ской активностью по отношению к кислороду и сере. В то же время он способствует устранению свободного цементита и повышает степень дисперсности перлита, что

5 в свою очередь приводит к повышению прочности наплавленного металла на 10—

15 /О.

Нри уменьшении содержания стронция в прутке ухудшается раскисляющая способ10 ность прутка, в результате чего появляется пористость в наплавленном металле.

При введении же в пруток стронция в большем количестве он способствует укрупнению графитовых включений и образо15 ванию ферритной составляющей в структуре наплавки, что нежелательно, так как многие заваренные поверхности деталей проходят впоследствии поверхностную закалку, и в этом случае возможно возникновение зон с пониженной твердостью, Совместное введение в пруток циркония и стронция в оптимальных количествах позволяет получить сварочный пруток с необходимыми технологическими свойствами.

Высокие флюсующие свойства и жидкотекучесть прутка позволяют вести процесс заварки без расплавления металла детали с обеспечением достаточной прочности сцепления металла наплавки и детали, что значительно расширяет область использования предложенного прутка.

Наплавленный металл, благодаря хорошим раскислительным свойствам прутка, получается плотным, без пор и шлаковых включений. Его металлическая основа представляет собой мелкодисперсный сороитообразный перлит, Графитовые включения — изолированные и укороченные. Это способствует повышению механических

617213

Формула изобретения

Составитель H. Соколова

Техред И. Михайлова

Корректор Л. Орлова

Редактор Л. Чепайкина

Подписное

Заказ 1263/1 Изд. № 543 Тираж 1263

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4;5

Типография, пр. Сапунова, 2 свойств наплавки. Наплавлснный металл имеет твердость 19 — 220 ед. НВ и хорошо обрабатывается режущим инструментом.

Цвет наплавки идентичен цвету чугуна.

Для получения чугунного прутка изготовлены пять составов, которые выплавляются в индукционной печи в кислом тигле.

Отливка сварочных чугунных прутков производится в просушенный графитовый кокиль.

Состав сварочного прутка, преимущественно для газовой сварки серого чугуна, содержащий углерод, кремний, марганец, железо, отл ичаю щий ся тем, что, с целью повышения флюсующих свойств прутка и повышения качества наплавленного металла, он дополнительно содержит цирконий и стронций при следующем соот5 ношении компонентов, вес. о/о.

Углерод 3,8 — 4,2

Кремний 1,2 — 2

Марганец 0,2 — 0,6

Цирконий 0,03 — 0,3

10 Стронций 0,01 — 0,25 железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

15 № 339366, кл. В 23К 35/30, 1971.

2. «Спр авочник по чугунному литью»

1960, с. 732, присадка марки ЭМЧ.