Состав на основе меди

 

Использование: для изготовления металлокерамической ленты, восстановление и упрочнение кристаллизаторов, работающих в условиях термоциклических нагрузок и интенсивного износа. Сущность изобретения: состав содержит, мас.%: углерод 0,9- 1,5; железный порошок 2-7; никель 3-9; литий 0,05-0,5; медь остальное. Металлокерамическая лента изготавливается путем прокатки и спекания смеси порошков. Обеспечивает наплавленный металл с высокой износостойкостью, жаростойкостью, пластичностью . 5 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 К 35/30, С 22 С 9/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4883955/08 (22) 08,10.90 (46) 07.11,92. Бюл. N. 41 (71) Научно-производственное объединение по механизации, роботизации труда и совершенствованию ремонтного обеспечения на предприятиях черной металлургии "Черметмеханизация" (72) Г,Д.Школяренко, Р.LLl.oñîáëÿíñêèé, Л.С.Шмелев, Н.В.Гуреев, В.К,Ларькин, В.И.Зотов и С,А.Тарвид (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 804300, кл. В 23 К 35/30, 05.03,79, 2. Авторское свидетельство СССР

N 559979, кл. С 22 С 9/00, 22.12,75.

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано в сварочно-наплавочных цехах при восстановлении и ремонте изношенных деталей машин и механизмов методом наплавки, преимущественно кристаллизаторов установок непрерывной разливки стали, Известны наплавочные материалы в качестве электродных проволок и металлокерамических лент для электродуговой сварки и наплавки меди (1). Такие сварочные и наплавочные материалы применяются при сварке и наплавке медных деталей неответственного назначения (дутьевые фурмы, медные фланцы, сварка меди со сталью и т.д,), дающие при сварке и наплавке трещины в наплавленном слое. Такие детали, как кристаллизаторы машин непрерывной разливки стали, известными наплавочными материалами не наплавляются из-за низких

5О „1773648 А1 (54) СОСТАВ НА ОСНОВЕ МЕДИ (57) Использование: для изготовления металлокерамической ленты, восстановление и упрочнение кристаллизаторов, работающих в условиях термоциклических нагрузок и интенсивного износа, Сущность изобретения: состав содержит. мас.%: углерод 0,9—

1,5; железный порошок 2 — 7; никель 3 — 9; литий 0,05 — 0,5; медь остальное. Металлокерамическая лента изготавливается путем прокатки и спекания смеси порошков, Обеспечивает наплавленный металл с высокой износостойкостью, жаростойкостью, пластичностью, 5 табл. показателей изностостойкости и жаростойкости.

Известен состав на основе меди (2), в состав которого входят компоненты, мас. ;

Алюминий 8,0-11,0 с, Никель 0,3-3,0 бд

Марганец 0,05 — 3,0

Ос

Железо 2,5-6,0

Литий 0,01 — 0,9

Медь Остальное 00

Недостатком известного состава является низкие жаростойкость, пластичность и износостойкость наплавленного слоя. Ука- д занные недостатки отрицательно влияют на эксплуатационную стойкость наплавленных деталей, работающих в зонах высоких температур и трения горячего металла о металл с последующим водоохлаждением.

Целью изобретения является повышение износостойкости, жаростойкости и пластичности наплавленного слоя.

1773648

Цель достигается тем, что состав на основе меди, включающий железный порошок, никель, литий, с целью повышения износостойкости, жаростойкости и пластичности наплавленного слоя при использовании состава для изготовления наплавочной металлокерамической ленты он содержит дополнительно углерод при следующем соотношении компонентов, мас., Углерод 0,9-1,5

Железный порошок 2,0 — 7,0

Никель 3,0 — 9,0

Литий 0,05 — 0,5

Медь Остальное

Для повышения иэностойкости наплавленного слоя в состав вводится углерод. В результате совместного плавления повышается твердость наплавленного слоя и, следовательно, изностойкость.

При введении углерода менее 0,97 твердость наплавленного слоя недостаточная, а следовательно, и низкая износостойкость. Наличие углерода свыше 1,5,( приводит к появлению в наплавленном слое горячих трещин, что недопустимо при наплавке рабочих поверхностей кристаллиэаторов, Введение в состав повышенного содержания никеля способствует повышению жаростойкости, .а также возростанию прочности наплавленного слоя и сохраненню на высоком уровне пластических свойств. При введении в состав никеля менее 3 жаростойкость и пластичность наплавленного слоя значительно снижаются и наблюдается падение прочности, Введение никеля более 9 резко снижает теплопроводность меди, что отрицательно сказывается на работе кристаллизаторов.

Металлокерамическая лента изготавливалась методом прокатки на стане с горизонтальным расположением валков. Смесь порошка поступает в формирующее устройство и прокатывается шириной 40 мм, толщиной 0,8М,2 мм, с последующим спеканием "сырой" ленты в проходной печи с защитной атмосферой при непрерывном пратягивании через активную зону печи, Для лабораторных испытаний были приготовлены составы с минимальным, сред5 ним,и максимальным содержанием компонентов.

Определение технологических показателей жаростойкости наплавленных образцов проводилось в печах с сернистыми

10 газами при температуре 1100 С. Среда состояла из продуктов сгорания бутана с добавлением ЯО2 в атмосфере нагретого воздуха при длительности испытаний 80 ч с механическим воздействием. показателем

15 пластичности в данном случае является относительное изменение д. Относительная износостойкость определялась на установке гаэоабразивного износа ЦУК-ЗМ, Эталоном-служил образец из стали 45, равный 1

20 при щелевом продуве, со скоростью абразивных частиц V =29 м/с.

Из приведенных таблиц видно, что при использовании металлокерамической ленты из предложенного состава наплавлен25 ный металл обладает жаростойкостью, высокими иэносостойкостью и пластичностью, что позволяет повысить эксплуатационную стойкость кристаллизаторов более чем в 1,5 раза, а также повысить производи30 тельность УНРС и улучшить качество заготовок.

Формула изобретения

Состав на основе меди, включающий железо, никель, литий, отличающийся

35 тем, что, с целью повышения иэносостойкости,жаростойкости и пластичности наплавленного металла при использовании состава для изготовления наплавочной металлокерамической ленты, он содержит до40 полнительно углерод, при следующем соотношении компонентов, мас,$:

Углерод 0,9 — 1,5

Железо 2,0 — 7,0

Никель 3,0-9,0

45 Литий 0,05 — 0,5

Медь Остальное

1773648

Та 6 ли уа 1

Алюминий г

Иарганец1Иедь

l (Показатель пластнчОтносительная износостойкость, г/MM3 варостойKîc» бз

Nile

Литий

Теер вость, HB елезный икель о ро>>>он

Углерод и/и! ности б, Ф

9,5

1 ° б

Таблица 2

Показатель пластичности о, жаростойкость б,, ИПа

Теепдоcть, >, б итнй

Иедь

Углерод елеэный икель пороюок

Относительнав износостойкость, г/w3

РН пlп

1 0,7

2 0,9

3 1,5

4 1,8

41,9

48,8

56,3

1,04

0,9

0,92

1,04

238

263

292

166

4,5 6,0

4,5 6,0

4,5 6,0

4,5 6,0

217

223

195

0,215

0,275

0,275

0,275

Т а б л и ц а 3

Углерод

Относитель- Заростойная износо- кость б стойкость, ИПа

r/ìì3

Никель Литий елезный ороаок

Показатель пластичности 6, Твердость, HB

Иедь

Н Н и/и

0,275

0,275 .0,275

t 0,275

1,5 б

2,0 6

7,0 6

8,0 ь

262

231

201

218

192

197

91,025 1>02

90,525 0,89

85,525 0,93

84,525 1,04

1 1,2

2 1,2

3 1,2

4 1,2

Таблица 4

Литий Иедь

Относитель- ааростойная нзносо- кость 68 > стойкост ь, ИПа г/мм з

Показатель пластичности б, Ф

Никель

Углерод твердость, WB елезный ороаок

lWl и/и

42,1

49,9

56,9

41 ° 5

1,02

0,90

О,Э2

1,03

4,5 2,5 0,275 91,525

4,5 3,0 0,275 90>825

4,5 9,0 0>275 85,225

4,5 10 0,275 83,925

231

263

287

229

1 1,2

2 1,2

3 1,2

4 1,2

203

193

Таблица 5

Ни кель Литий

Иедь

Углерод яаростойкость áb

ИПа

Показатель Теердость, пластичнос- HB ты 6, Ф

IWt и/и елезный

PolUo K

Относительная износостойкость> г/ммз

4 ° 5 б 0,03 88,27

4,5 б 0,05 88,25

4,5 6 0,5 87,8

4,5 б 0,55 87,75

1 1,2

2 1,2

3 1>2

4 1,2

26 1

287

229

202

219

194

195

Составитель Г.Ш колярен ко

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н,Кешеля

Редактор

M.Kó8íåöîBà

Заказ 3893 Тираж

ВНИИПИ Гос а ств

:Подписное осударственного комитета по изобретениям и.открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент" г. У, г. жгород, ул.Гагарина, 101

1 0,7

2 0,9

3 1,2

4 1,5

5 1,8 б

Прототип

1,5

2,0

4,5

7,0

8,0

4,25

2,5

3,0

6,0

9,0

1,65

0,03

0,05

0,275

0,5 .0,55

0,45

88,525

88,325

87,725

87,425

1,02

0>89

0,Ý3

1,03

95,27

94,05

88,025

82,0

7Э,65

82,55

1,03

0,9

0,95

0,92

1,05

1,55

235,4

265,5

293

165

42,2

48,9

56,2

43,8

42,2

49,8

56,4

41,7

42,3

49,8

51,0

56,2

43, l

29,1

202

219

221

140