Состав электродного покрытия
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Использование: ручная сварка низколегированных и низкоуглеродистых сталей. Состав электродного покрытия содержит, мас.%: каолин 6-7; ферромарганец 7-8; целлюлоза 1--2, магнезит 8-10; закись марганца 7-10; силикомарганец 5-6; отходы порошкообразного титанового производства 22-26; пылеобразные отходы гранитных карьеров 13-16; ильменитовый концентрат остальное. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)s В 23 К 35/365
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4832763/08 (22) 09.04.90 (46) 07.05,92, Бюл, N 17 (71) Трест "Южцветметгазоочистка" (72) А.Г.Кругликов, В.М.Ножкин, В,И.Шевчук, Г.В.Кирьянов, А.А.Кашников, И,А.Кругликова, И,М,Артемчук. В,В,Попов и
С.Н. Кар наух (53) 621.791.04 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 887100, кл. В 23 К 35/365, 21.04.80.
Авторское свидетельство СССР
N 863269, кл. В 23 К 35/365. 06,03.90.
Изобретение относится к сварке. в частности к составу электродного покрытия. и может быть использовано в электродах для ручной электродуговой сварки низколегированных и низкоуглеродистых сталей.
Известен состав электродного покрытия, состоящий из ингредиентов, содержащихся в нем в следующем соотношении, мас.%:
Магнезит 9 — 12
Ферромарганец 16 — 19
Слюда 8 — 10
Целлюлоза 1 — 2
Гранит 15 — 20
Поташ 0,5-1,0
Компонент, содержащий двуокись титана— ильменитовый концентрат Остальное
Данный состав электродного покрытия обеспечивает легкость нанесения обмазочной массы на стержень. что повышает технологичность в изготовлении электрода с данным покрытием. но недостаточно. так
„„5Ц „„1731552 А1 (54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ (57) Использование: ручная сварка низколегированных и низкоуглеродистых сталей.
Состав электродного покрытия содержит, мас.%; каолин 6 — 7; ферромарганец 7 — 8; целлюлоза 1-2, магнезит 8 — 10; закись марганца 7 — 10; силикомарганец 5 — 6: отходы порошкообразного титанового и роизводства
22 — 26; пылеобразные отходы гранитных карьеров 13 — 16; ильменитовый концентрат остальное. 2 табл. как наличие в производственных помещениях образующейся мелкодисперсной пыли при производстве дробления и сепарации порошков гранита. ферромарганца, магнезита снижает технологичность изготовления, Кроме того, несмотря на применение в электродном покрытии более дешевого иль-,(А) менитового концентрата взамен рутилового. а также слюдяного концентрата вместо .у слюды-мусковита себестоимость покрытия,ц остается достаточно высокой. Э
Наиболее близким к предлагаемому является состав электродного покрытия, состоящий из ингредиентов, содержашихся в нем в следующем соотношении, мас,%:
Мрамор 2 — 8
Полевой шпат 10 — 25
Каолин 7 — 15
Ферромарганец 10-15
Целлюлоза 1 — 2
Магнезит 2 — 5
Закись марганца 3 — 7
173 1552
22-26
Компонент. содержащий двуокись титана— ильменитовый концентрат Остальное
Кроме того, состав электродного покрытия может содержать двуокись церия в количестве 1 — 3 мас.%.
Электроды с покрытием данного состава обладают улучшенными сварочно-технологическими свойствами; стабильное горение дуги, минимальное разбрызгивание, хорошее формирование наплавленного металла, легкая отделимость шлака, отсутствие пор, трещин и т,д., высокая ударная вязкость (125 Дж/см ), высокая прочно2, сть (490 МПа), Однако технологичность изготовления недостаточно высокая за счет наличия в производственных помещениях образую. щейся мелкодисперсной пыли при производстве дробления и сепарации порошков таких компонентов, как ферромарганец, мрамор, полевой шпат. а также высокая себестоимость электродного покрытия за счет содержания остродефицитных и достаточно дорогостоящих компонентов. например ильменитового концентрата и ферромарганца.
Целью изобретения является повышение технологичности изготовления за счет уменьшения содержания компонентов, которые в условиях производства дробления и сепарации их порошков обусловливают наличие мелкодисперсной пыли. а также снижение себестоимости электродного покрытия за счет уменьшения содержания остродефицитныл и достаточно дорогих компонентов при сохранении высоких сварочно-технологических свойств электрода.
Поставленная цель достигается тем, что состав электродного покрытия, содержащий каолин, ферромарганец, целлюлозу. магнезит, закись марганца, компонент. содержащий двуокись титана. дополнительно содержит отходы порошкообразного титанового производства, отходы гранитнь>х карьеров в виде гранитной пыли и силикомарганец при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Каолин 6-7
Ферромарганец 7 — 8
Целлюлоза 1 — 2
Магнезит  — 10
Закись марганца 7 — 10
Отходы порошкообразного титанового производства
Отходы гранитных карьеров в виде гранитной пыли 13-16
5 — 6
20
Сил икомарганец
Компонент, содержащий двуокись титана Остальное
5 Введенные отходы порошкообразного титанового производства имеют следующий состав, мас.%:
Ti O2 60,5- 64,3
FeO 14,47-15,97
SiO2 2,02 — 6,02
А! 2Оз 1,32 — 3,49
СаО 0,33 — 0.35
Сг20з 1,49 — 1,65
МпО 0,29 — 1,71
15 MgO 0,64 — 0,96 /205 0,14 — 0,26
Р20 0,02 — 0,48
С 9,51 — 10,23
СиО 0.01 — 0,04
Прочее Остальное
Ограничение верхнего предела вводимого титанового отхода до 26% связано с количеством в нем углерода 9,51 — 10,23 мас.%, являющегося раскислителем. Взаи25 модействие кислорода с углеродом происходит по реакции FeO+C=Fe+CO с образованием газообразной СО. Увеличение свыше 26 мас. содержания в покрытии титановых отходов приводит к
30 ухудшению формирования шва, к снижению стойкости металла шва против образования трещин за счет увеличения содержания углерода в наплавленном металле, Нижний предел титановых отходов 22% обусловлен
35 тем. что снижение общего количества этих отходов ведет к ухудшению стабильности плавления электрода и, как следствие, к снижению его механических свойств.
Введенные отходы грани1ных карьеров
40 в виде гранитной пыли имеют следующий состав, мас,%:
SiO2 36,0 — 41,0
АЬОз 12,1 — 17,3
Na2O 2,1-3,2
45 К20 2,4 — 3,5
Сл юда 12.3-14,1
СаСОз 23,0-27,0
Ре20з 1,0-2,7
S 0,04
50 P <0,03
Отходы гранитной пыли в указанных пределах 13-16 мас,% заменяют полевой шпат и часть каолина. Ограничение верхнего предела вводимых отходов гранитной пы55 ли до 16% связано с количеством в нем компонента 5 02, который, оставаясь в наплавляемом металле в виде неметаллических включений, приводит к снижению механических свойств металла. Нижний
1731552 предел пыли до 13 обусловлен снижением пластических свойств обмазочной массы.
Введение силикомарганца в указанных пределах 5-6 мас.7;. в состав электродного покрытия обусловлено тем, что им заменя- 5 ется часть остродефицитного ферромарганца, Ограничение пределов вводимого силикомарганца до 5-6 связано с тем. что кремний, будучи поверхностно-активным элементом, адсорбируется на поверхности 10 металла и ухудшает условия дегазации. Выделение газов при этом протекает медленно, что вызывает образование пор.
Содержание каолина уменьшено в связи с тем, что вводимая в состав покрытия гранит- 15 ная пыль содержит слюду, являющуюся хорошим пластификатором. Снижение количества каолина до 6-7 позволяет применять его при производстве электродов без соответствующей предварительной тер- 20 мообработки. необходимой для удаления гигроскопической влаги.
Ферромарганец содержится в пределах, необходимых для более полного протекания реакций раскисления металла 25 сварочной ванны.
Содержание магнезита увеличено с целью обеспечения газовой защиты сварочной дуги, Содержание закиси марганца не долж- 30 но превышать 10 мас. . В противном случае произойдет изменение характера переноса металла на крупнокапельный, что приведет к ухудшению механических свойств наплавленного металла и сварочно- 35 технологических свойств.
В качестве компонента, содержащего двуокись титана. можно применить как рутиловый концентрат. так и ильменитовый. содержание которых находится в пределах 40
23 — 27 .
Изготовлены пять партий электродов с различными составами электродного покрытия на проволоке СВ 08 ГОСТ 2246 — 70 диаметром 4 мм методом опрессовки на 45 прессе ОСЗ-З.
При опрессовке электродов применяли калиево-натриевое жидкое стекло в количестве 23 — 29 от массы сухой шихты с модулем 2,9 и плотностью 1,49. Коэффициент 50 веса покрытия К,,=-0,31--0,33, Конкретные составы электродного покрытия приведены в табл 1, Изготовленными электродами выполняли сварку пластин д=15 мм размером 100, 55 х 200 мм на переменном и постоянном токе обратной полярности (Ic«=140 А: 0д=28 В бэ=4 мм), Из сварного соединения механическим способом вырезали образцы для испытаФормула изобретения
Состав электродного покрытия, содержащий каолин. алюмосиликат, карбонат кальция, ферромарганец, целлюлозу, магнезит, закись марганца. ильменитовый концентрат, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности изготовления и снижения себестоимости покрытия при сохранении высоких сварочнотехнологических свойств электрода, состав дополнительно содержит отходы порошкообразного титанового производства. силикомарганец. а алюмосиликат и карбонат кальция введены в виде пылеобразных отходов гранитных карьеров при следующем соотн ош ени и ком п он енто в. мас. :
Каолин 6 — 7
Ферромарганец 7-8
Целлюлоза 1-2
Магнезит 8 — 10
Закись марганца 7-10
Силикомарганец 5 — 6
Отходы порошкообразного титанового производства
Пылеобразные отходы гранитных карьеров 13-16
22-26 ний. Сварочно-технологические испытания проводили в соответствии с ГОСТ 6996 — 66.
Результаты сварочно-технологических испытаний представлены в табл, 2, Из табл. 2 видно, что сварочно-технологические свойства металла сварного шва находятся на таком же уровне, как у прототипа.
Наплавленный металл имеет следующий химический состав, мас,7: С 0,10 — 0,11;
Si =0,3; Мп 0,5-0,7; S «0,4; P 0,4.
Предлагаемое покрытие обеспечивает такие же, как у прототипа, высокие сварочно-технологические свойства: стабильное горение дуги, минимальное разбрызгивание, хорошее формирование наплавленного металла, легкая отделимость шлака, отсутствие пор, трещин, высокая ударная вязкость (110-120 Дж/см ), высокая прочность (500 — 540 МПа).
При этом технологичность изготовления покрытия повышается за счет отсутствия полевого шпата, мрамора, которые в условиях производства дробления и сепарации их порошков обусловливали наличие большого количества мелкодисперсной пыли.
Снижается себестоимость электродного покрытия за счет уменьшения содержания остродефицитных и достаточно дорогих компонентов.
1731552
Ильменитовый концентрат Остальное при этом отходы порошкообразного титанового производства имеют следующий состав, мас. P: TiOz 60,5-64; FeO 14,4715,97; SiOz 2,02 — 6,02, А!гОз f,32 — 3,49; СаО
0,33 — 0,35; СггОз 1,49-1,65; МпО 0,29-1,71, Таблица 1
Со ержание компонентов, Мас.
Компоненты электродного покрытия и едлагаемом известном
6,0
1,0
6,5
7,5
1,5
8,5
7,0
2
10
7,5
2,5
9
12
1,5
5,5
0,5
21
26
16
14.5
6,5
13
12
17
49
15,5
25
20 ия
Таблица 2
Стойкость к порообразованию
Качество формирования наплавлен ного валика арная вязть, Дж/см
125
Пор нет
Равномерное без наплывов
Низкая, появляются мелкие поры
Формирование валика неравномерное, есть поры
Равномерное без наплывов
115
Пор нет
105
По я вля ются мелкие поры, формирование валика неравномерное
Низкая, появляются мелкие поры
Каолин
Ферромарганец
Целлюлоза
Магнезит
Закись марганца
Отходы порошкообразного титанового производства
Отходы гранитных иде ли нец дерись мер конMgO 0,64-0.96; VzOs 0,14 — 0,26; Р20ь 0,020,48; С 9,51 — 10,23; СиО 0,01 — 0,04, а пылеобразные отходы гранитных карьеров имеют следующий состав, мас. /; SiOz 36,0 — 41,0;
5 AlzOa 12,1 — 17,3; Ма Оз 2,1-3,2; К О 2,4 — 3,5; слюда 12,3-14,1; СаСОз 23,0-27,0; ЕегОз
1,0 — 2,7,