Электрод для ручной дуговой наплавки слоя стали средней твердости
Предложенный электрод для дуговой наплавки слоя стали средней твердости, преимущественно при восстановлении узлов и деталей железнодорожного транспорта, состоит из стержня из низкоуглеродистой проволоки и покрытия, содержащего следующие компоненты в масс.%: мрамор 10,0-18,0, рутил 12,0-17,0, плавиковый шпат 4,0-8,0, полевой шпат 2,5-4,5, ферромарганец 5,5-7,5, ферросилиций 3,2-5,0, алюмомагниевый порошок 0,3-1,0, органические пластификаторы 1,0-1,9, феррохром углеродистый 0,6-1,1, феррованадий 0,05-0,15, железный порошок - остальное. 2 табл.
Изобретение относится к сварочному производству, а конкретно к высокопроизводительному электроду для ручной дуговой наплавки слоя стали средней твердости, преимущественно при восстановлении узлов деталей железнодорожного транспорта.
В настоящее время при восстановлении узлов и деталей из низколегированных углеродистых сталей с большей поверхностью износа применяются различного рода сварочные материалы (электроды, порошковые проволоки и др.). Так при восстановлении крупных узлов, например, в железнодорожном транспорте соединительных и надрессорных балок, пятников, автосцепок и др. из сталей 09Г2С, 20ГЛ, 25ГЛ применяются электроды и порошковые проволоки, обеспечивающие получение слоя металла требуемой твердости (HRC 25-32). Однако при наплавке даже высококвалифицированными сварщиками не удается получить поверхность наплавки. После наплавки во всех случаях применяется механическая обработка для получения требуемой чистоты поверхности детали в местах наплавки. А это в значительной степени усложняет и удорожает технологию восстановления деталей и узлов. Известен электрод для сварки конструкций из низколегированных сталей в условиях монтажа, содержащий компоненты покрытия в следующем соотношении, мас.%: Мрамор - 16,3-19,0 Плавиковый шпат - 4,5-8,5 Рутил - 1,9-24 Флюс AH-60 - 4,5-5,5 Диоксид - 5,5-7,5 Магнезит - 15,5-18,1 Ферросилиций - 4,5-6,5 Ферромарганец - 5,5-8,0 Электродная целлюлоза - 0,5-2,2Карбоксилметилцеллюлоза - 0,3-0,7
(см. авт. св. СССР N 1738567, кл. B 23 K 35/365, 1990). Электрод с таким покрытием позволяет производить сварку во всех пространственных положениях. Однако наплавленный металл не обладает необходимой твердостью, а формирование валиков не позволяет наплавку при восстановлении поверхности износа деталей без последующей механической обработки. Известно также покрытие электродов для наплавки металла, стойкого и смятого в условиях абразивного износа и низких температур, содержащее компоненты при следующем соотношении, мас.%:
Мрамор - 35-40
Плавиковый шпат - 16-40
Рутил - 4-6
Графит - 2-5
Ферромолибден - 4-8
Ферромарганец - 1,5-2
Алюминий - 1-1,5
Железный порошок - Остальное
(см. авт. св. СССР N 508368, кл. B 23 K 35/365, 1990). Данное электродное покрытие в ряде случаев обеспечивает получение наплавленного металла требуемой твердости, однако не позволяет получить качественное формирование валиков (по поверхности и растекаемости наплавленного металла), при котором можно исключить механическую обработку. Известен также электрод для ручной дуговой наплавки слоя стали средней твердости [1], состоящий из стержня из низколегированной проволоки и покрытия, содержащего компоненты при следующем соотношении, мас.%:
Мрамор - 2-6
Плавиковый шпат - 8-22
Ферромарганец - 1-2
Ферросилиций - 1-4
Ферротитан - 6-10
Магнезит - 18-37
Сода - 0,5-0,95
Слюда - 1-5,6
Железный порошок - Остальное
Электроды с таким покрытием обеспечивают мелкочешуйчатую наплавку на постоянном токе, но растекаемость сварочной ванны недостаточна, чтобы восстановленная деталь могла работать без последующей мехобработки. Недостаточны такие же значения твердости наплавленного металла. Задачей изобретения является повышение качества наплавки, в частности формирования поверхности и растекаемости валиков, а также твердости наплавленного металла до требуемого уровня. При этом качество наплавки должно обеспечивать возможность исключения механической обработки после наплавки. Решение этой задачи достигается за счет выбора оптимальной легирующей и шлакообразующей основ покрытия. Повышение твердости наплавленного металла достигается за счет определенного повышения легирования его углеродом и кремнием и дополнительного легирования хромом и ванадием. Улучшение формирования поверхности и повышение растекаемости валиков достигается в основном за счет выбора оптимального содержания шлакообразующих компонентов. Выбранные соотношения содержания шлакообразующих компонентов, особенно таких, как мрамор, рутил и полевой шпат, а также окислы, образующиеся при окислении легирующих элементов в процессе сварки, обуславливают получение шлака с определенными физико-химическими свойствами, которые обеспечивают сравнительно высокую растекаемость (ширину) валиков при хорошем формировании их поверхности. Интенсивное комплексное раскисление наплавленного металла, особенно кремнием, с помощью компонентов покрытия также способствует улучшению формирования поверхности валиков. Указанные свойства предлагаемого покрытия электродов получаются при содержании в нем компонентов в следующем соотношении, мас.%:
Мрамор - 10-18
Рутил - 12-17
Плавиковый шпат - 4-8
Полевой шпат - 2,5-4,5
Ферромарганец - 5-7,5
Ферросилиций - 3,2-5,0
Алюмомагниевый порошок - 0,3-1,0
Феррохром углеродистый - 0,6-1,1
Феррованадий - 0,05-0,25
Органические пластификаторы - 1,0-1,9
Железный порошок - Остальное
Для наплавки стали средней твердости при восстановлении изделий и деталей может быть использовано покрытие электродов следующих составов (см. табл. 1). Для изготовления с указанным покрытием могут быть использованы стержней из проволоки Св-08А. При приготовлении обмазочной массы электрода используется калиево-натриевое жидкое стекло с модулем 2,7-3,0, плотностью 1,38-1,46 и вязкостью 400-800 МПа, количество жидкого стекла 22-25 %. Плотность, вязкость и количество жидкого стекла корректируются в зависимости от модуля: чем он выше, тем меньше плотность и вязкость применяемого жидкого стекла и тем меньшее его количество требуется для получения необходимой пластичности и прочности обмазочной массы, наносимый методом опрессвки. Электроды после опрессовки подвергают сушке при температуре 18-30oC в течение 15-24 ч, после этого проводят термообработку в камерных печах при 380-400)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/177.gif)
а) возможность восстановления деталей различной по площади изношенной поверхности без последующей механической обработки;
б) повышение износостойкости наплавленного металла за счет повышения твердости наплавленного металла. Применение электродов с предлагаемым покрытием в производстве при восстановлении наплавкой деталей и узлов из углеродистых сталей, например деталей железнодорожного транспорта позволит повысить наплавочных работ, работоспособность изделий и увеличить объем и возможность восстановления наплавкой, а также получить за счет этого значительный экономический эффект.
Формула изобретения
Рутил 12,0 17,0
Плавиковый шпат 4,0 8,0
Полевой шпат 2,5 4,5
Ферромарганец 5,5 7,5
Ферросилиций 3,2 5,0
Алюмомагниевый порошок 0,3 1,0
Органические пластификаторы 1,0 1,9
Феррохром углеродистый 0,6 1,1
Феррованадий 0,05 0,25
Железный порошок Остальноем
РИСУНКИ
Рисунок 1QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Павлов Николай Васильевич, Лозинский Владимир Николаевич, Кирьяков Виктор Михайлович (UA), Клапатюк Андрей Васильевич (UA)
Вид лицензии*: НИЛ
Лицензиат(ы): ОАО "Раменский механический завод"
Договор № РД0005094 зарегистрирован 21.12.2005
Извещение опубликовано: 20.02.2006 БИ: 05/2006
* ИЛ - исключительная лицензия НИЛ - неисключительная лицензия
QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Клапатюк Андрей Васильевич (UA), Павлов Николай Васильевич, Кирьяков Виктор Михайлович (UA), Лозинский Владимир Николевич
Вид лицензии*: НИЛ
Лицензиат(ы): Открытое акционерное общество "Раменский механический завод"
Договор № РД0047353 зарегистрирован 25.02.2009
Извещение опубликовано: 10.04.2009 БИ: 10/2009
* ИЛ - исключительная лицензия НИЛ - неисключительная лицензия