RU2196033C2

RU2196033C2 - Electrode coating charge

Info

Publication number: RU2196033C2
Application number: RU2001107957A
Authority: RU
Inventors: Э.Г. Бабенко; Е.А. Лихачев; А.Д. Верхотуров
Original assignee: Институт материаловедения Хабаровского научного центра Дальневосточного отделения РАН
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2003-01-10

Abstract

FIELD: welding processes, namely surfacing operations, particularly electrode coating applying. SUBSTANCE: electrode coating charge contains (mass %): fluorspar, 18 - 20; graphite, 8 - 12; ferrochrome, 2 - 5; tungsten containing concentrate - the balance. Charge contains as tungsten-containing concentrate scheelite and(or) wolframite concentrate including (mass %): tungsten oxide, 45 - 72; ferrum oxide, 10 - 12: manganese oxide, 2 - 10; silica, 3 - 8. It is possible to use as base of electrode coating tungsten- containing raw minerals for enhancing physical and mechanical properties of surfaced metal. EFFECT: improved characteristics of surfaced metal, lowered labor and material consumption, enhanced ecology. 2 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к наплавочным работам с помощью сварки, в частности к электродным покрытиям. The invention relates to surfacing by welding, in particular to electrode coatings.

В известных электродах используют дорогостоящие высоколегированные сердечники, например ИТ-10, ТКЗ-Н, ЦН-2 и др., или дефицитные легирующие порошки и ферросплавы, входящие состав обмазок электродов, например ВСН-6, ОЗИ-5, ОЗИ-6 и др. (см. Сварочные материалы для дуговой сварки: Справочное пособие в 2-х т., т. 2: Сварочные проволоки и электроды. Н.Н. Потапов и др. - М.: Машиностроение, 1993). Наиболее близким техническим решением является шихта электродного материала, которая содержит, в мас.%:
Карбид вольфрама - 0,5-23,1
Двуокись титана - 7,7-9,9
Плавиковый шпат - 26,9-33,9
Мрамор - Остальное
(см. авторское свидетельство СССР 1281365, В 23 К 35/365, опубл. 07.01.87, БИ 1).Known electrodes use expensive high-alloyed cores, for example, IT-10, TKZ-N, TsN-2, etc., or deficient alloying powders and ferroalloys, which are part of the electrode coatings, for example, VSN-6, OZI-5, OZI-6, etc. . (see. Welding materials for arc welding: A reference manual in 2 volumes, vol. 2: Welding wires and electrodes. NN Potapov et al. - M.: Mashinostroenie, 1993). The closest technical solution is a mixture of electrode material, which contains, in wt.%:
Tungsten Carbide - 0.5-23.1
Titanium Dioxide - 7.7-9.9
Fluorspar - 26.9-33.9
Marble - Rest
(see USSR author's certificate 1281365, 23 K 35/365, publ. 07.01.87, BI 1).

Основным недостатком известного решения является то, что используемый в материале карбид вольфрама требует повышенных трудовых и материальных затрат, связанных с предварительным его получением. The main disadvantage of the known solution is that the tungsten carbide used in the material requires increased labor and material costs associated with its preliminary preparation.

В основу изобретения положена задача получения такого состава шихты электродного покрытия, который бы позволил снизить затраты при сохранении качественных характеристик наплавленного металла. The basis of the invention is the task of obtaining such a composition of the charge of the electrode coating, which would reduce costs while maintaining the quality characteristics of the weld metal.

Поставленная задача решается тем, что шихта электродного покрытия, содержащая плавиковый шпат и вольфрамсодержащее соединение, согласно изобретению дополнительно содержит графит и феррохром, а в качестве вольфрамсодержащего соединения - вольфрамсодержащий концентрат при следующем соотношении компонентов в шихте, мас.%:
Плавиковый шпат - 18-20
Графит - 8-12
Феррохром - 2-5
Вольфрамсодержащий концентрат - Остальное
При этом шихта в качестве вольфрамсодержащего концентрата содержит шеелитовый и/или вольфрамитовый концентраты с содержанием оксидов, мас.%: вольфрама 45-72, железа 10-25, марганца 2-10, кремния 3-8. Преимущество предлагаемого технического решения заключается в том, что вольфрамсодержащий концентрат используют в качестве основы шихты, количественный и качественный состав которого за счет оксида вольфрама выполняет функцию легирующего компонента и одновременно является шлако- и газообразующим ионизирующим компонентом. Благодаря использованию непосредственно минерального сырья в качестве основы значительно сокращаются затраты за счет исключения переделов по переработке сырья на карбид вольфрама, а также улучшается экологическое состояние окружающей среды за счет комплексного использования минерального сырья. Плавиковый шпат в заявленных пределах способствует снижению вязкости и повышению активности шлака, что способствует повышению чистоты металла по нежелательным примесям. Графит и феррохром выполняют функцию раскислителей, увеличение содержания углерода в виде графита более 12% не обеспечивает хорошей пластичности наплавленного металла за счет наличия в системе непрореагировавшего углерода, а содержание его менее 8% не обеспечит условия более полного протекания реакций восстановления железа углеродом, что снизит пластичность наплавленного металла. Феррохром повышает стойкость металла против межкристаллитной коррозии.The problem is solved in that the electrode coating mixture containing fluorspar and a tungsten-containing compound according to the invention additionally contains graphite and ferrochrome, and as a tungsten-containing compound, a tungsten-containing concentrate in the following ratio of components in the charge, wt.%:
Fluorspar - 18-20
Graphite - 8-12
Ferrochrome - 2-5
Tungsten Concentrate - Else
Moreover, the mixture as a tungsten-containing concentrate contains scheelite and / or tungsten concentrates with the content of oxides, wt.%: Tungsten 45-72, iron 10-25, manganese 2-10, silicon 3-8. The advantage of the proposed technical solution lies in the fact that a tungsten-containing concentrate is used as the basis of a charge, the quantitative and qualitative composition of which, due to tungsten oxide, serves as an alloying component and at the same time is a slag and gas-forming ionizing component. Thanks to the use of directly mineral raw materials as the basis, costs are significantly reduced by eliminating the redistribution of the processing of raw materials into tungsten carbide, and the environmental condition of the environment is improved due to the integrated use of mineral raw materials. Fluorspar within the stated limits helps to reduce viscosity and increase slag activity, which helps to increase the purity of the metal for undesirable impurities. Graphite and ferrochrome perform the function of deoxidizers, an increase in the carbon content in the form of graphite of more than 12% does not provide good ductility of the deposited metal due to the presence of unreacted carbon in the system, and its content of less than 8% does not provide conditions for a more complete reaction of iron reduction by carbon, which will reduce ductility deposited metal. Ferrochrome increases the resistance of metal to intergranular corrosion.

ПРИМЕР. Вольфрамсодержащий концентрат с размером частиц 50 мкм и содержанием основных компонентов в мас. %: оксид вольфрама 58,5, оксид железа 17,5, оксид марганца 6, оксид кремния 5,5 и измельченные плавиковый шпат, графит и феррохром перемешивали. В шихту состава, мас.%: плавиковый шпат 19, графит 10, феррохром 3,5 остальное - вольфрамсодержащий концентрат добавляли жидкое натриевое стекло до получения пастообразной массы, которую затем брикетировали. На электродообмазывающем прессе покрытие наносили на стальной стержень из проволоки Св-08 А диаметром 4 мм, толщину покрытия выдерживали поддержанием соотношения диаметров электрода с покрытием и электрода без покрытия, равным 1,8:1. Электроды термообрабатывали в муфельной печи, после чего проводили наплавку от стандартного трансформатора на режимах: ток 160-240 А, напряжение на дуге 28-30 В, температура испытаний 20^oС. Результаты исследований представлены в таблице.EXAMPLE. A tungsten-containing concentrate with a particle size of 50 μm and a content of the main components in wt. %: tungsten oxide 58.5, iron oxide 17.5, manganese oxide 6, silica 5.5 and ground fluorspar, graphite and ferrochrome were mixed. In the mixture composition, wt.%: Fluorspar 19, graphite 10, ferrochrome 3.5 the rest - tungsten-containing concentrate was added liquid sodium glass to obtain a pasty mass, which was then briquetted. On an electro-greasing press, the coating was applied to a steel rod of Sv-08 A wire with a diameter of 4 mm, the coating thickness was maintained by maintaining the ratio of the diameters of the coated electrode and the uncoated electrode equal to 1.8: 1. The electrodes were heat treated in a muffle furnace, and then surfaced from a standard transformer in the following modes: current 160-240 A, arc voltage 28-30 V, test temperature 20 ^o C. The research results are presented in the table.

Как видно из таблицы, состав шихты за заявленными пределами характеризуется улучшением одних свойств и ухудшением других. Предлагаемое техническое решение позволяет использовать в электродном покрытии непосредственно вольфрамсодержащее минеральное сырье не в качестве добавки, а как основу с одновременным улучшением физико-механических свойств наплавленного металла. Это в свою очередь даст возможность значительно сократить трудовые и материальные затраты за счет исключения переделов по предварительной переработке вольфрамсодержащего минерального сырья на карбид вольфрама, улучшить состояние окружающей среды за счет комплексного использования минерального сырья. As can be seen from the table, the composition of the charge beyond the stated limits is characterized by the improvement of some properties and the deterioration of others. The proposed technical solution allows the use of directly tungsten-containing mineral raw materials in the electrode coating not as an additive, but as a base with a simultaneous improvement of the physicomechanical properties of the deposited metal. This, in turn, will make it possible to significantly reduce labor and material costs by eliminating the redistribution of preliminary processing of tungsten-containing mineral raw materials into tungsten carbide, and to improve the environment due to the integrated use of mineral raw materials.

Claims

1. The charge of the electrode coating containing fluorspar and a tungsten-containing compound, characterized in that it additionally contains graphite and ferrochrome, and as a tungsten-containing compound, a tungsten-containing concentrate in the following ratio of components, wt. %:
Fluorspar - 18-20
Graphite - 8-12
Ferrochrome - 2-5
Tungsten Concentrate - Else
2. The charge of the electrode coating according to claim 1, characterized in that it contains scheelite and / or tungsten concentrates with an oxide content as a tungsten-containing concentrate. %:
Tungsten - 45-72
Iron - 10-25
Manganese - 2-10
Silicon - 3-8