порошковая проволока для износостойкой наплавки

Формула изобретения

Порошковая проволока для износостойкой наплавки, выполненная в виде стальной оболочки и порошкообразной шихты, включающей ферротитан, хром, ферросилиций, ферромарганец, молибден, графит и плавиковый шпат, отличающаяся тем, что шихта дополнительно содержит полевой шпат и гематит при следующем соотношении компонентов порошковой проволоки, мас.%:

Ферротитан	1-3
Хром металлический	6-7
Ферросилиций	0,3-0,5
Ферромарганец	1,5-2,5
Графит	0,3-0,5
Молибден	0,8-1,5
Плавиковый шпат	2,0-4,5
Полевой шпат	0,3-1,5
Гематит	0,3-1,0
Стальная оболочка	Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сварочным материалам, в частности к производству порошковых проволок, которые применяются для различных способов наплавки для восстановления размеров изношенных деталей и получения износостойкого защитного покрытия на деталях из низкоуглеродистой и низколегированной стали, работающих в условиях абразивного износа и ударных нагрузок.

Наиболее близкой к предлагаемой относится порошковая проволока ПП-Нп-30Х5Г2СМ по ГОСТ 26101-84, содержащая в составе шихты феррохром, ферромолибден, ферромарганец, ферросилиций, ферротитан, графит, кремнефтористый натрий и железный порошок, мрамор, плавиковый шпат. Химический состав металла, получаемого в наплавленном слое имеет следующее соотношение элементов, мас.%:

Углерод 0,30-0,50

Хром 4,4-6,5

Титан 0,1-0,6

Молибден 0,6-1,0

Марганец 1,4-2,2

Кремний 0,5-1,0

Железо и обычные примеси остальное

Твердость 49,5-57,0 HRCэ

Порошковая проволока ПП-Нп-30Х5Г2СМ выпускается 2,6 мм, что не позволяет эффективно использовать ее для наплавки тонких и малогабаритных деталей, вызывает осложнение при ее использовании в полевых и монтажных условиях, так как переносные подающие устройства полуавтоматов, как правило, рассчитаны на кассеты диаметром не более 200 мм, на которые намотать проволоку 2,6 мм практически невозможно.

Технической задачей настоящего изобретения является создание порошковой проволоки, обеспечивающей высокие сварочно-технологические характеристики и позволяющей производить наплавку тонких и малогабаритных деталей в цеховых, полевых и монтажных условиях в нижнем и вертикальном положениях без применения защитного газа.

Технический результат достигается за счет того, что в шихту порошковой проволоки, содержащую ферротитан, хром компонент, ферросилиций, ферромарганец, графит, молибден компонент, плавиковый шпат, дополнительно введен полевой шпат и гематит.

Требуемые свойства предлагаемой порошковой проволоки получаются при содержании компонентов в шихте в следующем соотношении, мас.%:

Ферротитан 1-3

Хром металлический 6-7

Ферросилиций 0,3-0,5

Ферромарганец 1,5-2,5

Графит 0,3-0,5

Молибден 0,8-1,5

Плавиковый шпат 2,0-4,5

Полевой шпат 0,3-1,5

Гематит 0,3-1,0

Порошковая проволока с данным составом шихты диаметром 1,2-1,8 мм позволяет выполнять механизированную наплавку открытой дугой (без защиты) на детали толщиной от 3 мм в нижнем и вертикальном положении. Наплавленный металл обладает высокой твердостью и стойкостью к ударным нагрузкам.

Малый диаметр проволоки 1,2-1,8 мм позволяет ее использование на малогабаритных полуавтоматах в полевых и монтажных условиях без применения защитного газа. Малое тепловложение позволяет производить наплавку с высокими сварочно-технологическими свойствами на детали толщиной 3 мм, а также малогабаритные. Кроме того, возможность наплавки в вертикальном положении позволяет заплавлять точечные дефекты различных конструкций без демонтажа и специальной обработки.

Химсостав и твердость наплавленного металла соответствуют порошковой проволоке марки ПП-Нп-30Х5Г2СМ, ГОСТ 26101-84.

Введение в состав шихты ферротитана, хрома, ферросилиция, ферромарганца, графита и молибдена ниже предлагаемых пределов содержания элементов не обеспечивает твердость и химсостав наплавленного металла.

Введение в состав шихты ферротитана, хрома, ферросилиция, ферромарганца, графита и молибдена выше предлагаемых пределов приводит к ухудшению сварочно-технологических характеристик, плохому шлакоотделению и появлению трещин.

Плавиковый шпат в пределах 2,0-4,5 обеспечивает надежную защиту металла капли и сварочной ванны от атмосферы, что гарантирует отсутствие пор в наплавленном металле.

Полевой шпат в пределах 0,3-1,5 обеспечивает хорошее горение дуги и формирование наплавленного металла с практически отсутствующей чешуйчатостью, низкое разбрызгивание.

Гематит в пределах 0,3-1,0 значительно улучшает шлакоотделение, снижает разбрызгивание металла при наплавке.

Для изготовления порошковой проволоки диаметром 1,6 мм с сердечником из шихты предлагаемого состава может быть применена лента из стали 0,8пс размером 0,5х12 мм, коэффициент заполнения 16-24% конструкция однослойная.

Правильность заданных пределов содержания элементов в шихте подтверждается опытными составами проволок, приведенными в таблице.

В составе №1 превышен диапазон по полевому шпату и введен кремнефтористый натрий, в результате чего повысилось разбрызгивание, значительно ухудшилось формирование наплавленного металла и шлакоотделимость, практически отсутствовало проплавление металла.

В составе №5 превышен диапазон по плавиковому шпату. В результате резко повысилось разбрызгивание, увеличилась жидкотекучесть шлаковой ванны, что не позволило производить наплавку в горизонтальном и вертикальном положении.

Состав №3 показал неудовлетворительную шлакоотделимость.

Состав №2 оказался наилучшим по сварочно-технологическим свойствам, сопоставим со сварочными проволоками, но содержание кремния в наплавленном металле оказалось ниже диапазона по ГОСТ 26101-84.

В серийное производство пошел состав №4, незначительно уступающий составу №2 по сварочно-технологическим свойствам, но полностью обеспечивающий твердость и химсостав наплавленного металла согласно ГОСТ 26101-84 для проволоки ПП-Нп-30Х5Г2СМ.

Порошковая проволока с шихтой предлагаемого состава прошла всесторонние сравнительные испытания в лабораторных условиях и опытную проверку на ряде предприятий и показала хорошие сварочно-технологические характеристики, отсутствие дефектов в наплавленном металле в нижнем и вертикальном положениях, устойчивый самозащитный эффект при наплавке в полевых условиях, стабильную твердость и химсостав наплавленного металла.

Применение порошковой проволоки в производстве по упрочнению и восстановлению деталей позволит значительно повысить их работоспособность, сократить затраты на изготовление, за счет чего получить определенный экономический эффект.