Флюс

Флюс

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.