close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10658

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 10658
(13) C1
(19)
(46) 2008.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ПОКРЫТИЕ ЭЛЕКТРОДА
(21) Номер заявки: a 20060961
(22) 2006.09.29
(43) 2008.04.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт порошковой
металлургии" (BY)
(72) Авторы: Игнатович Зоя Владимировна; Астрейко Людмила Александровна; Клюшня Олег Владимирович;
Олешкевич Дмитрий Анатольевич
(BY)
BY 10658 C1 2008.06.30
B 23K 35/365
(73) Патентообладатель: Государственное научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (BY)
(56) BY 6721 C1, 2004.
SU 1798094 A1, 1993.
BY a 20011099, 2003.
SU 703998 A1, 1991.
SU 1757832 A1, 1992.
(57)
Покрытие электрода, содержащее мрамор, ферросилиций, ферромарганец, плавиковый шпат, графит серебристый и поташ, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит отходы электроэрозионной обработки чугуна при следующем соотношении
ингредиентов, мас. %:
мрамор
5,0-10,0
ферросилиций
3,0-5,0
ферромарганец
2,0-5,0
плавиковый шпат
2,0-4,0
графит серебристый
4,0-6,0
поташ
0,5-1,0
отходы электроэрозионной обработки
чугуна
остальное,
при этом отходы электроэрозионной обработки чугуна состоят из шести частей отходов
высокохромистого износостойкого чугуна и одной части отходов высокохромистого износостойкого чугуна, борированного методом термодиффузионного насыщения до содержания в нем 3,6-6,0 % бора.
Изобретение относится к области ручной дуговой наплавки, в частности к электродам
для дуговой наплавки износостойкого материала, работающего в условиях абразивного
изнашивания.
Для наплавки материалов, работающих в условиях абразивного изнашивания, применяются электроды, которые обеспечивают получение наплавленного материала, содержащего в структуре карбидную и карбоборидную фазу [1].
Недостатком таких электродов является то, что в своем составе они содержат порошки
ферросплавов и чистых элементов, что удорожает стоимость электродов и делает их
неконкурентоспособными.
BY 10658 C1 2008.06.30
Из известных наиболее близким по технической сущности, принятым за прототип, является электрод с покрытием [2], содержащим (мас. %):
феррохром
70-84,5
графит серебристый
4,0-7,0
мрамор
5,0-8,0
ферросилиций
2,0-6,0
ферромарганец
2,0-4,0
плавиковый шпат
2,0-4,0
поташ
0,5-1,0.
Недостатками электрода является то, что порошок меди, феррованадий, применяемые
в покрытии, являются дорогими материалами, что существенно удорожает известный
электрод, в сочетании с недостаточным ресурсом деталей, наплавленных электродом с известным покрытием, при работе в условиях интенсивного абразивного износа.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении эксплуатационной
стойкости наплавленных деталей, работающих в условиях абразивного воздействия,
улучшении сварочно-технологических свойств и снижении стоимости электрода.
Технический результат достигается тем, что в покрытие электрода, содержащее мрамор, ферросилиций, ферромарганец, плавиковый шпат, графит серебристый и поташ,
дополнительно вводят отходы электроэрозионной обработки чугуна при следующем соотношении ингредиентов (мас. %):
плавиковый шпат
2-4
ферросилиций
3-5
ферромарганец
2-5
графит серебристый
4-6
поташ
0,5-1,0
мрамор
5-10
отходы чугуна
остальное,
при этом отходы чугуна представляют собой композицию, состоящую из шести частей
высокохромистого износостойкого чугуна и одной части борированного методом термодиффузионного насыщения до содержания в нем от 3,6 до 6,0 % бора высокохромистого
износостойкого чугуна.
Введение плавикового шпата в покрытие разрабатываемого электрода наиболее целесообразно в количестве от 2,0 до 4,0 мас. % для обеспечения устойчивости горения дуги.
Введение мрамора в покрытие наиболее целесообразно в количестве от 5,0 до 10,0 мас. %.
Мрамор является шлакообразующим элементом и обеспечивает надежную газовую и шлаковую защиту металла в зоне наплавки от кислорода воздуха за счет термического разложения карбонатов. Содержание мрамора в покрытии менее 5,0 мас. % является недостаточным для надежной газовой и шлаковой защиты. Содержание мрамора более 10,0 мас. %
в данном покрытии не оказывает существенного влияния на повышение защиты наплавленного металла в зоне наплавки от окисления.
Графит серебристый вводят в покрытие предложенного электрода в количестве от 4,0
до 6,0 мас. %, поскольку для образования карбидов и карбоборидов, обеспечивающих требуемый уровень износостойкости наплавленного слоя металла, имеющегося в отходах чугуна, углерода недостаточно. Введение графита менее 4,0 мас. % не позволяет получить
нужную структуру наплавленного материала. Введение графита в количестве, превышающем 6,0 мас. %, приводит к уменьшению износостойкости наплавленных деталей.
Ферросилиций вводится в покрытие электрода для раскисления и легирования. При
содержании ферросилиция в покрытии менее 3,0 мас. % он выступает только как раскислитель. Содержание ферросилиция более 5,0 мас. % делает наплавленный материал хрупким.
2
BY 10658 C1 2008.06.30
Введение ферромарганца в покрытие обеспечивает как раскисление, так и легирование наплавленного металла. Переход марганца из электрода в металл наплавки происходит в основном прямым растворением металлического ферромарганца. Марганец,
растворенный в металле, способствует увеличению его износостойкости, росту прочности
и снижает пластичность. Содержание ферромарганца в покрытии менее 2,0 мас. % не приводит к легированию наплавленного металла. Ферромарганец в этом случае выступает
только как раскислитель. Введение ферромарганца в покрытие в количестве, превышающем 5,0 мас. %, не обеспечивает нужный химический состав наплавленного металла.
В предложенном электроде бор вводится через отходы высокохромистого износостойкого чугуна (марка ИЧХ28Н2), что обеспечивает прогнозирование и стабильность
химического состава наплавочного материала, позволяет отказаться от использования
карбида бора, для этого часть отходов чугуна подвергают термодиффузионному насыщению бором. После термодиффузионного насыщения в составе борированного чугуна содержится от 3,6 до 6,0 % бора. Эксперименты показали, что требуемое количество бора
обеспечивается соблюдением заданного состава отходов чугуна (шесть частей высокохромистого износостойкого чугуна к одной части борированного высокохромистого износостойкого чугуна). Хром, который вводится в покрытие наплавочного электрода в
составе отходов чугуна, позволяет повысить компактность слоя, увеличить в нем количество фазы с высоким содержанием бора.
Для обеспечения устойчивого горения дуги в покрытие электрода ввели поташ в количестве от 0,5 до 1,0 мас. %. Введение поташа в покрытие менее 0,5 мас. % является недостаточным для поддержания постоянного горения дуги. Содержание поташа более
1,0 мас. % не оказывает существенного влияния на увеличение устойчивости горения дуги.
Электрод изготавливают следующим образом.
На стержень из стали Св-08 или Св-08А наносили методом опрессовки на лабораторном электродообмазочном прессе модели ПО 0030 покрытие, содержащее ингредиенты в
следующем соотношении, мас. %:
плавиковый шпат
2-4
ферросилиций
3-5
ферромарганец
2-5
графит серебристый
4-6
поташ
0,5-1,0
мрамор
5-10
отходы чугуна
остальное.
Примеры конкретного исполнения наплавочных электродов представлены в табл. 1.
Таблица 1
Состав покрытия наплавочного электрода, мас. %
Компонент
Ферромарганец
Ферросилиций
Мрамор
Графит
Поташ
Плавиковый шпат
Отходы чугуна
Номер и состав покрытия наплавочного электрода
1
2
3
4
5
2,0
3,0
2,5
4,2
7,0
10,0
5,0
4,0
3,0
10,0
4,5
7,0
6,5
8,0
15,0
3,0
1,5
5,5
4,5
7,0
0,5
0,5
1,0
1,0
1,5
1,5
2,0
3,5
4,0
5,5
ост.
ост.
ост.
ост.
ост.
Для оценки представленного электрода проводили наплавку материала электрода на
образцы из стали СтЗ (ГОСТ 380-94). Наплавка проводилась постоянным током прямой
3
BY 10658 C1 2008.06.30
полярности величиной 140-160 А при напряжении 22-25 В с колебательным движением
электрода поперек шва для обеспечения постоянной ширины и высоты наплавленного
слоя. В тех же условиях проводили наплавку электродом, принятым за прототип.
Твердость наплавленного слоя определили по ГОСТ 90 13-59.
Полученные результаты представлены в табл. 2.
Таблица 2
Свойства наплавленного материала
Состав покрытия наплавочного электрода
1
2
3
4
5
прототип
Твердость, HRC
62-63
61-62
63-65
62-63
57-61
60-62
Из результатов, представленных в табл. 2, следует, что наилучшими свойствами обладает наплавочный материал № 3 (оптимальный состав). Наплавленным материалам № 1,
2, 4 соответствуют хорошие характеристики. Однако состав 1 имеет низкую технологичность изготовления электродов. Содержание компонентов состава 5 выходит за пределы
оптимальных соотношений компонентов, т.е. ниже нижнего и выше верхнего пределов,
что приводит к уменьшению твердости.
Из приведенных данных следует, что наплавленные слои металла, полученные с использованием предлагаемого наплавочного электрода, обладают более высокими значениями по твердости по сравнению с прототипом.
Поскольку покрытие наплавочного электрода до 77 % содержит отходы электроэрозионной обработки чугуна и не содержит дорогих и дефицитных порошков меди и феррованадия, стоимость материалов электродного покрытия снижается на 50-80 %.
Источники информации:
1. Лившиц Л.С., Гринберг Н.А., Куркумелли Э.Г. Основы легирования наплавленного
металла. - М.: Машиностроение, 1969. - С. 103.
2. Патент РБ 6721, МПК В 35/365, 2004.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
86 Кб
Теги
by10658, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа