СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ИЗНОСОСТОЙКОЙ НАПЛАВКИ
COMPOSITION OF ELECTRODE COATING FOR WEAR-RESISTANT SURFACING

Изобретение относится к электродным покрытиям, в частности к составам электродных покрытий для износостойкой наплавки на поверхность деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания в сочетании с интенсивными ударными нагрузками.
Известен состав электродного покрытия, включающий железный порошок, ферромарганец, кварцевый песок, полевой шпат, каолин, мрамор, целлюлозу электродную, карбоксилметилцеллюлозу, жидкое стекло и рутил при следующем содержании компонентов, мас.%: железный порошок 1-2, ферромарганец 7-10, кварцевый песок 3-4, полевой шпат 3-4, каолин 11-13, мрамор 7-10, целлюлоза электродная 5-7, карбоксилметилцеллюлоза 0,5-1, жидкое стекло как связующее, рутил - остальное.
(RU 2293008, B232K 35/365, опубликовано 10.02.2007).
Однако данный состав электродного покрытия предназначен для электродов дуговой сварки и при нанесении на проволоку марки Св08А не обеспечивает требуемого уровня износостойкости наплавленного металла в условиях ударно-абразивного изнашивания.
Наиболее близким по технической сущности является состав электродного покрытия для износостойкой наплавки, содержащий плавиковый шпат, рутиловый концентрат, полевой шпат, хром, графит, феррованадий, алюминий, карбид титана, медный порошок, и мрамор при следующем соотношении компонентов, мас.%: плавиковый шпат 3,0-5,0; рутиловый концентрат 6,0-10,0; полевой шпат 5,0-11,0; хром 10,0-20,0; графит 5,5-6,5; феррованадий 18,0-20,0; алюминий 1,0-2,0; карбид титана 18,0-20,0; медный порошок 1,0-2,0; мрамор остальное.
(RU №2028900, B23K 35/365, 20.02 1995).
Это покрытие, нанесенное на стержни электродов из сварочной проволоки марки Св08, обеспечивает достаточно высокую износостойкость наплавленного металла в условиях ударно-абразивного изнашивания. Однако недостатком данного электродного покрытия являются низкие реологические свойства массы покрытия, которые ведут к высокому проценту брака электродного покрытия по его разрушению в процессе транспортирования и длительного хранения электродов. Кроме того, для известного состава покрытия характерно достаточно большого количества шлака и неметаллических включений в наплавленном металле и выделение вредных веществ в процессе наплавки.
Задачей и техническим результатом изобретения является повышение реологических свойств электродного покрытия, снижение брака покрытия при производстве, транспортировке и хранении, а также снижение уровня выделения вредных веществ (фтора и его соединений) и повышение чистоты наплавленного металла по неметаллическим включениям.
Технический результат достигается тем, что состав электродного покрытия для износостойкой наплавки содержит карбид титана, хром в виде феррохрома, графит, жидкое стекло и соль щелочного металла и карбоксиметилцеллюлозы при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Карбид титана
9,4-10,0
Феррохром
67,0-70,0
Графит
3,2-4,0
Жидкое стекло
15,0-20,0
Соль щелочного металла и
карбоксиметилцеллюлозы
0,4-1,0
Введение в состав электродного покрытия КМЦ (соли Na или K-Na и карбоксиметилцеллюлозы) в виде порошка с содержанием активного вещества свыше 95% обеспечивает повышение реологических свойств массы покрытия, в частности улучшения пластичности, прочности сцепления покрытия электродным стержнем, снижению остаточных напряжений, которые приводят к браку покрытия по деформации и разрушению в процессе транспортирования и длительного хранения электродов.
Введение в состав электродного покрытия жидкого стекла также обеспечивает высокое качество сцепления обмазочной массы с электродным стержнем, а также высокую прочность электродов после их опрессовки, сушки и прокаливания.
Введение в состав покрытия феррохрома, например, высокоуглеродистого феррохрома ФХ 800 в больших количествах (до 70 мас.%) и карбида титана до 10% вместо плавикового шпата, полевого шпата и рутилового концентрата, которые выделяют в процессе наплавки вредные вещества и образуют значительное количество шлака, в которых находятся в большом количестве неметаллические включения (оксиды, карбонитриды и т.д.), переходящие в наплавленный металл, позволяет устранить выделение вредных веществ, а также получить высокочистый наплавленный металл по неметаллическим включениям. В то же время в процессе наплавки наплавляемый металл не окисляется, так как часть феррохрома и карбида титана окисляясь образуют слой шлака, который предохраняет расплавленный металл наплавки от контакта с воздухом.
Пример технологического процесса изготовления сварочных электродов.
1. Промывка кусковых материалов.
2. Крупное и среднее дробление кусковых материалов
3. Сушка электродных материалов.
4. Размол электродных материалов.
5. Пассивирование активных ферросплавов.
6. Приготовление жидкого стекла.
7. Приготовление шихты и обмазочной массы
8. Подготовка электродных стержней
9. Опрессовка - нанесение покрытия на стержни
10. Сушка
11. Прокаливание
12. Расфасовка и упаковка.
Сравнительные испытания известного электродного покрытия и по изобретению представлены в таблице, где приведено содержание компонентов в известном и предлагаемом составе покрытия, наличие или отсутствие выделения вредных веществ в процессе наплавки, количество неметаллических включений в единице объема наплавленного металла и процент брака покрытия по его разрушению в процессе транспортирования и длительного хранения электродов.
Как видно из данных таблицы, состав электродного покрытия по изобретению обеспечивает снижение брака покрытия по разрушению с 8% до 0,02%, что значительно повышает срок годности электродов, исключает выделения в процессе наплавки вредных для здоровья веществ и приводит к отсутствию неметаллических включений в наплавленном металле.
Таблица
Компоненты покрытия
Содержание компонентов в покрытии, мас.%
По изобретению
Известное
Карбид титана
9,4
9,7
10,0
19,0
Феррохром
16,0
17,0
18,0
-
Графит
3,2
3,6
4,0
6,0
Жидкое стекло
15,0
17,5
20,0
-
Соль щелочного металла и карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ)
0,5
1,0
1,5
-
Плавиковый шпат
-
-
-
4,0
Рутиловый концентрат
-
-
-
8,0
Полевой шпат
-
-
-
8,0
Хром
-
-
-
15,0
Феррованадий
-
-
-
19,0
Алюминий
-
-
-
1,4
Медный порошок
-
-
-
1,6
Мрамор
-
-
-
остальное
Выделение вредных веществ
нет
нет
нет
да
Количество неметаллических включений
-
-
-
10
Брак покрытия по разрушению, %
0,02
0,02
0,02
8,0