[go: up one dir, main page]

RU2123920C1 - Mixture for induction welding deposition of wear-resistant material - Google Patents

Mixture for induction welding deposition of wear-resistant material Download PDF

Info

Publication number
RU2123920C1
RU2123920C1 RU97116596A RU97116596A RU2123920C1 RU 2123920 C1 RU2123920 C1 RU 2123920C1 RU 97116596 A RU97116596 A RU 97116596A RU 97116596 A RU97116596 A RU 97116596A RU 2123920 C1 RU2123920 C1 RU 2123920C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
manganese
steel
wear
austenitic
Prior art date
Application number
RU97116596A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97116596A (en
Inventor
В.В. Евстигнеев
Н.А. Сачавская
М.Д. Старостенков
А.А. Сачавский
Original Assignee
Алтайский государственный технический университет им.И.И.Ползунова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алтайский государственный технический университет им.И.И.Ползунова filed Critical Алтайский государственный технический университет им.И.И.Ползунова
Priority to RU97116596A priority Critical patent/RU2123920C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2123920C1 publication Critical patent/RU2123920C1/en
Publication of RU97116596A publication Critical patent/RU97116596A/en

Links

Images

Landscapes

  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

FIELD: welding. SUBSTANCE: mixture contains, wt %: austenite chromium-manganese steel (carbon content 0.1-0.35), 55.0-70.0; austenite manganese cast iron, 18.0-33.0; and flux based on boron- containing components, 12.0-15.0. EFFECT: increased dynamic strength under abrasive friction conditions with impact loads and improved soldering conditions due to lowered melting temperature of mixture excluding overheating of basic metal. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области наплавки металлических изделий твердосплавными материалами, а именно к материалам, предназначенным для индукционной наплавки деталей, работающих в условиях интенсивных ударных нагрузок с абразивным изнашиванием, в частности, при изготовлении молотов дробилок, зубьев экскаваторов, деталей земснарядов и т.д. The invention relates to the field of surfacing of metal products with carbide materials, namely, materials intended for induction surfacing of parts operating under intense shock loads with abrasive wear, in particular, in the manufacture of hammer crushers, excavator teeth, dredger parts, etc.

Известны покрытые электроды марки 12 АН/ЛИВТ для наплавки деталей, работающих в условиях интенсивных ударных нагрузок с абразивным изнашиванием [1] . Наплавленный металл этих электродов содержит углерод, кремний, марганец, хром, серу, фосфор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод - 0,8 - 1,1
Кремний - 1,2 -1,8
Марганец - 4,0 - 5,6
Хром - 6,0 - 8,0
Сера - ≤ 0,03
Фосфор - ≤ 0,04
Однако при наплавке известными электродами происходят выгорание легирующих элементов, перегрев и расплавление поверхностного слоя основного металла. В результате перегрева происходит понижение механических свойств основного металла, а также разбавление наплавленного металла металлом основы, что в свою очередь приводит к понижению механических свойств и износостойкости наплавленного металла.
Known coated electrodes of the brand 12 AN / LIVT for surfacing parts operating in conditions of intense shock loads with abrasive wear [1]. The deposited metal of these electrodes contains carbon, silicon, manganese, chromium, sulfur, phosphorus in the following ratio of components, wt.%:
Carbon - 0.8 - 1.1
Silicon - 1.2 -1.8
Manganese - 4.0 - 5.6
Chrome - 6.0 - 8.0
Sulfur - ≤ 0.03
Phosphorus - ≤ 0.04
However, when welding with known electrodes, alloying elements burn out, overheat and melt the surface layer of the base metal. As a result of overheating, the mechanical properties of the base metal are reduced, as well as the deposited metal is diluted with the base metal, which in turn leads to a decrease in the mechanical properties and wear resistance of the deposited metal.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототипом) является шихта для индукционной наплавки [2], содержащая твердый сплав и флюс на основе борсодержащих компонентов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Твердый сплав - 77,0 - 87,5
Карбид бора - 0,5 - 5,0
Флюс на основе борсодержащих компонентов - Остальное
В качестве твердого сплава использован сормайт. Флюс на основе борсодержащих компонентов включает 5,2 - 11,1 мас.% борного ангидрида, 5,0 - 5,4 мас. % буры и 1,5 -1,8 мас.% силикокальция. Эта шихта применяется для наплавки деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного изнашивания без заметных ударных нагрузок.
The closest in technical essence to the proposed invention (prototype) is a mixture for induction surfacing [2], containing a hard alloy and flux based on boron-containing components, in the following ratio of components, wt.%:
Carbide - 77.0 - 87.5
Boron carbide - 0.5 - 5.0
Boron Based Flux - Else
Sormite is used as a hard alloy. The flux based on boron-containing components includes 5.2 - 11.1 wt.% Boric anhydride, 5.0 - 5.4 wt. % borax and 1.5 -1.8 wt.% silicocalcium. This charge is used for surfacing parts operating in conditions of intense abrasive wear without noticeable shock loads.

Основными недостатками описанной шихты являются низкая динамическая прочность наплавленного металла в условиях абразивного трения с ударными нагрузками, т.к. предел прочности при растяжении ниже 6 • 107 н/м2, а также неудовлетворительные технологические условия наплавки вследствие высокой температуры плавления шихты (около 1300oC), что приводит к перегреву основного металла и понижению его механических свойств.The main disadvantages of the described mixture are the low dynamic strength of the weld metal under conditions of abrasive friction with impact loads, because tensile strength below 6 • 10 7 n / m 2 , as well as poor technological conditions of surfacing due to the high melting temperature of the mixture (about 1300 o C), which leads to overheating of the base metal and lower its mechanical properties.

Сущность изобретения заключается в том, что шихта для индукционной наплавки износостойкого сплава, содержащая твердый сплав и флюс на основе борсодержащих компонентов, в качестве твердого сплава содержит хромомарганцовистую аустенитную сталь с содержанием углерода в количестве 0,10 - 0,35% к массе стали и дополнительно - аустенитный марганцовистый чугун при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Аустенитная хромомарганцовистая сталь с содержанием углерода в количестве 0,10 - 0,35%к массе стали - 55,0 - 70,0
Аустенитный марганцовистый чугун - 18,0 - 33,0
Флюс на основе борсодержащих компонентов - 12,0 - 15,0
Техническим результатом является повышение динамической прочности наплавленного металла в условиях абразивного трения с ударными нагрузками, а также улучшение технологических условий наплавки вследствие понижения температуры плавления шихты, приводящего к исключению перегрева основного металла.
The essence of the invention lies in the fact that the mixture for induction surfacing of wear-resistant alloy containing a hard alloy and a flux based on boron-containing components contains chromium-manganese austenitic steel with a carbon content in the amount of 0.10-0.35% by weight of steel and additionally - austenitic manganese cast iron in the following ratio of components, wt.%:
Austenitic chromium-manganese steel with a carbon content of 0.10 - 0.35% by weight of steel - 55.0 - 70.0
Austenitic Manganese Cast Iron - 18.0 - 33.0
Flux based on boron-containing components - 12.0 - 15.0
The technical result is an increase in the dynamic strength of the deposited metal under conditions of abrasive friction with impact loads, as well as an improvement in the technological conditions of surfacing due to a decrease in the melting temperature of the mixture, leading to the exclusion of overheating of the base metal.

Повышение динамической прочности наплавленного металла в условиях абразивного трения с ударными нагрузками обеспечивается за счет того, что микроучастки наплавленного металла, соответствующие местам расплавленного чугуна, после наплавки и нормализации превращаются в аустенитную марганцовистую сталь с высокой пластичностью и высокой способностью к наклепу при ударных нагрузках в результате диффузии углерода из чугуна в хромомарганцовистую аустенитную сталь. В то же время хром в хромомаргонцовистой аустенитной стали, соединяясь с углеродом, диффундирующим из чугуна, превращается в карбиды хрома, придавая наплавленному слою высокую абразивную износостойкость. The increase in the dynamic strength of the deposited metal under conditions of abrasive friction with impact loads is ensured by the fact that the micro-sections of the deposited metal corresponding to the places of molten cast iron, after surfacing and normalization, turn into austenitic manganese steel with high ductility and high ability to harden under shock loads as a result of diffusion carbon from cast iron to chromium-manganese austenitic steel. At the same time, chromium in chromium-manganese austenitic steel, combined with carbon diffusing from cast iron, turns into chromium carbides, giving the deposited layer high abrasive wear resistance.

Понижение температуры плавления шихты, приводящее к отсутствию перегрева основного металла, достигается путем введения в шихту аустенитного марганцовистого чугуна (температура плавления которого соответствует 1140oC).Lowering the melting temperature of the mixture, leading to the absence of overheating of the base metal, is achieved by introducing into the mixture austenitic manganese cast iron (melting point which corresponds to 1140 o C).

Введение в состав шихты для индукционной наплавки износостойкого сплава аустенитной хромомарганцовистой стали в количестве 55,0 - 70,0 мас.% является оптимальным, т. к. при содержании этой стали в составе шихты менее 55,0 мас.% происходит снижение динамической прочности наплавленного металла из-за повышенного содержания в нем углерода, а при содержании этой стали в составе шихты более 70,0 мас.% происходит снижение абразивной износостойкости наплавленного металла при работе в условиях интенсивного абразивного износа из-за пониженного содержания углерода в наплавленном металле и уменьшения процента перехода хрома из твердого раствора в карбиды. The introduction into the composition of the charge for induction surfacing of wear-resistant alloy of austenitic chromium-manganese steel in the amount of 55.0 - 70.0 wt.% Is optimal, since when the content of this steel in the composition of the charge is less than 55.0 wt.%, The dynamic strength of the deposited metal due to the increased carbon content in it, and when the content of this steel in the composition of the mixture is more than 70.0 wt.%, the abrasive wear resistance of the deposited metal decreases when working in conditions of intense abrasive wear due to the reduced content carbon in the weld metal and to reduce the percent transition of chromium in solid solution carbides.

Содержание углерода в количестве 0,10 - 0,35% к массе стали является оптимальным, т. к. количество углерода менее 0,10% к массе стали нецелесообразно, а при содержании углерода более 0,35% к массе стали происходит повышение содержания углерода в наплавленном металле и, следовательно, снижение пластичности. The carbon content in the amount of 0.10 - 0.35% by weight of the steel is optimal, since the amount of carbon less than 0.10% by weight of the steel is impractical, and when the carbon content is more than 0.35% by weight of the steel, the carbon content increases in deposited metal and, consequently, a decrease in ductility.

Введение в состав шихты аустенитного марганцовистого чугуна в количестве 18,0 -33,0 мас.% является оптимальным, т.к. при содержании аустенитного марганцовистого чугуна менее 18,0 мас.% ухудшаются технологические свойства шихты: увеличивается время наплавки, затрудняется получение равномерной толщины наплавленного слоя, понижается относительная износостойкость к абразивному износу, а при содержании аустенитного чугуна более 33,0 мас.% происходит заметное снижение прочности, способности к наклепу при ударных нагрузках и износостойкости (см. табл. 2). The introduction of the mixture of austenitic manganese cast iron in an amount of 18.0 -33.0 wt.% Is optimal, because when the content of austenitic manganese cast iron is less than 18.0 wt.%, the technological properties of the mixture deteriorate: the surfacing time increases, it becomes difficult to obtain a uniform thickness of the deposited layer, the relative wear resistance to abrasive wear decreases, and when the content of austenitic cast iron is more than 33.0 wt.%, a noticeable decrease strength, ability to harden under shock loads and wear resistance (see table. 2).

Введение в состав шихты флюса на основе борсодержащих компонентов в количестве 12,0 - 15,0 мас.% является оптимальным, т.к. при таком содержании флюса обеспечиваются необходимые технологические условия процесса наплавки и отвода шлаков на поверхность наплавленного слоя. The introduction of a flux mixture based on boron-containing components in an amount of 12.0 - 15.0 wt.% Is optimal, because with such a flux content, the necessary technological conditions for the process of surfacing and slag removal to the surface of the deposited layer are provided.

Пример конкретного выполнения. An example of a specific implementation.

Для получения шихты для индукционной наплавки износостойкого сплава готовили пять смесей компонентов, содержащих аустенитную хромомарганцовистую сталь с содержанием углерода в количестве 0,10 - 0,35% к массе стали - сталь марки 30Х10Г10Т, аустенитный марганцовистый чугун - чугун марки ЧГ15 и флюс на основе борсодержащих компонентов, включающий 5,2 - 11,1 мас.% борного ангидрида, 5,0 - 5,4 мас.% буры, 1,5 -1,8 мас.% силикокальция, отличающиеся друг от друга процентным содержанием компонентов, и смесь компонентов, описанную в шихте для индукционной наплавки - прототипе (см. таблицу 1). To obtain a mixture for the induction surfacing of a wear-resistant alloy, five mixtures of components were prepared containing austenitic chromium-manganese steel with a carbon content of 0.10 - 0.35% by weight of steel - steel grade 30X10G10T, austenitic manganese cast iron - cast iron grade ChG15 and flux based on boron-containing components, including 5.2 - 11.1 wt.% boric anhydride, 5.0 - 5.4 wt.% borax, 1.5 -1.8 wt.% silicocalcium, differing from each other in the percentage of components, and a mixture components described in the charge for induction surfacing - about totipe (see table 1).

Флюс на основе борсодержащих компонентов в шихте - прототипе включает 5,2 -11,1 мас. % борного ангидрида, 5,0 - 5,4 мас.% буры, 1,5 - 1,8 мас.% силикокальция. The flux based on boron-containing components in the charge prototype includes 5.2 to 11.1 wt. % boric anhydride, 5.0 - 5.4 wt.% borax, 1.5 - 1.8 wt.% silicocalcium.

Каждую смесь тщательно перемешивали, после чего шихту наносили на обрабатываемую поверхность и проводили индукционную наплавку. Each mixture was thoroughly mixed, after which the charge was applied to the surface to be treated and induction surfacing was carried out.

Механические свойства наплавленного металла после наплавки и последующей нормализации от 1050oC, а также относительная износостойкость приведены в таблице 2. Испытания на относительную износостойкость слоя, наплавленного предлагаемой шихтой, и слоя, наплавленного шихтой - прототипом, проводили на пластинах 40 х 40 х 10 мм3, наплавленных слоем толщиной 2 мм.The mechanical properties of the deposited metal after surfacing and subsequent normalization from 1050 o C, as well as the relative wear resistance are given in table 2. Tests for the relative wear resistance of the layer deposited by the proposed charge, and the layer deposited by the charge prototype, was carried out on plates 40 x 40 x 10 mm 3 , deposited with a layer 2 mm thick.

Пластины крепили на внутренней боковой поверхности барабана, заполненного песком и шарами из отбеленного чугуна. Скорость вращения барабана - 15 об/мин. , время испытания - 300 час. Износ оценивали по потере массы наплавленного слоя. The plates were mounted on the inner side surface of a drum filled with sand and balls of bleached cast iron. The rotation speed of the drum is 15 rpm. The test time is 300 hours. Depreciation was estimated by the weight loss of the deposited layer.

Металл, наплавленный предлагаемой шихтой, имеет структуру аустенита с равномерно распределенными карбидами хрома. The metal deposited by the proposed charge has an austenite structure with uniformly distributed chromium carbides.

Как следует из таблиц 1 и 2, предлагаемый состав шихты для индукционной наплавки обладает оптимальными свойствами (см. составы 1, 2 и 3), т.к. он обеспечивает предпочтительные по сравнению со составом шихты для индукционной наплавки по прототипу предел прочности 96•107 - 100•107н/м2, твердость слоя, НВ, после наплавки 250 - 260 ед., твердость слоя, НВ, после наклепа 455 - 465 ед., относительная износостойкость 1,85- 2,0.As follows from tables 1 and 2, the proposed composition of the charge for induction surfacing has optimal properties (see compositions 1, 2 and 3), because it provides preferred in comparison with the composition of the mixture for induction surfacing according to the prototype tensile strength of 96 • 10 7 - 100 • 10 7 n / m 2 , the hardness of the layer, HB, after surfacing 250 - 260 units, the hardness of the layer, HB, after hardening 455 - 465 units, relative wear resistance 1.85 - 2.0.

Таким образом, использование предлагаемой шихты для индукционной наплавки износостойкого сплава по сравнению с прототипом приводит к повышению прочности наплавленного слоя, обеспечивает высокую способность к наклепу при ударных нагрузках, в результате чего наплавленный слой обладает повышенной износостойкостью при работе наплавленных изделий в условиях интенсивных ударных нагрузок с абразивным износом (износостойкость наплавленного слоя увеличивается в 2 раза). Thus, the use of the proposed mixture for the induction surfacing of a wear-resistant alloy compared to the prototype leads to an increase in the strength of the deposited layer, provides high hardening ability under shock loads, as a result of which the deposited layer has increased wear resistance during operation of the deposited products in conditions of intense shock loads with abrasive wear (wear resistance of the deposited layer increases by 2 times).

Источники информации. Sources of information.

1. Наплавочные материалы стран - членов СЭВ. Каталог (Координационный центр по проблеме "Сварка", Международный центр научной и технической информации). - Киев - Москва, 1979, с. 143. 1. Surfacing materials of the CMEA member countries. Catalog (Coordination center on the problem of "Welding", International Center for Scientific and Technical Information). - Kiev - Moscow, 1979, p. 143.

2. Авторское свидетельство СССР N 532498, кл. B 23 K 5/36 (прототип). 2. USSR author's certificate N 532498, cl. B 23 K 5/36 (prototype).

Claims (1)

Шихта для индукционной наплавки износостойкого сплава, содержащая твердый сплав и флюс на основе борсодержащих компонентов, отличающаяся тем, что она содержит в качестве твердого сплава аустенитную хромомарганцовистую сталь с содержанием углерода 0,10 - 0,35% к массе стали и дополнительно аустенитный марганцовистый чугун при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Аустенитная хромомарганцовистая сталь с содержанием углерода 0,10 - 0,35 - 55,0 - 70,0
Аустенитный марганцовистый чугун - 18,0 - 33,0
Флюс на основе борсодержащих компонентов - 12,0 - 15,0р
A mixture for induction surfacing of a wear-resistant alloy containing a hard alloy and a flux based on boron-containing components, characterized in that it contains austenitic chromium-manganese steel with a carbon content of 0.10 - 0.35% by weight of steel and additionally austenitic manganese cast iron at the following ratio of components, wt. %:
Austenitic chromium-manganese steel with a carbon content of 0.10 - 0.35 - 55.0 - 70.0
Austenitic Manganese Cast Iron - 18.0 - 33.0
Flux based on boron-containing components - 12.0 - 15.0 rub
RU97116596A 1997-10-01 1997-10-01 Mixture for induction welding deposition of wear-resistant material RU2123920C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97116596A RU2123920C1 (en) 1997-10-01 1997-10-01 Mixture for induction welding deposition of wear-resistant material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97116596A RU2123920C1 (en) 1997-10-01 1997-10-01 Mixture for induction welding deposition of wear-resistant material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2123920C1 true RU2123920C1 (en) 1998-12-27
RU97116596A RU97116596A (en) 1999-07-10

Family

ID=20197776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97116596A RU2123920C1 (en) 1997-10-01 1997-10-01 Mixture for induction welding deposition of wear-resistant material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2123920C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2309830C2 (en) * 2005-12-22 2007-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Новосибирский опытно-экспериментальный завод нестандартизированного оборудования" Method for manufacture of tillage tool
RU2379109C1 (en) * 2008-09-17 2010-01-20 Николай Тихонович Кривочуров Platy beater for fodder grinder
RU2569872C1 (en) * 2014-07-10 2015-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО АГАУ) Method of surface hardening of steel part containing dead-end cavities
RU2755913C1 (en) * 2020-12-25 2021-09-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Алтайский ГАУ) Charge for induction surfacing of wear-resistant alloy

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1764912A1 (en) * 1990-10-02 1992-09-30 Научно-производственное объединение по технологии машиностроения для животноводства и кормопроизводства "РостНИИТМ" Composition of surface-welding charge

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1764912A1 (en) * 1990-10-02 1992-09-30 Научно-производственное объединение по технологии машиностроения для животноводства и кормопроизводства "РостНИИТМ" Composition of surface-welding charge

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2309830C2 (en) * 2005-12-22 2007-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Новосибирский опытно-экспериментальный завод нестандартизированного оборудования" Method for manufacture of tillage tool
RU2379109C1 (en) * 2008-09-17 2010-01-20 Николай Тихонович Кривочуров Platy beater for fodder grinder
RU2569872C1 (en) * 2014-07-10 2015-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО АГАУ) Method of surface hardening of steel part containing dead-end cavities
RU2755913C1 (en) * 2020-12-25 2021-09-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Алтайский ГАУ) Charge for induction surfacing of wear-resistant alloy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5253738B2 (en) Hardfacing alloy iron material
US3838246A (en) Flux-cored electrode
RU2123920C1 (en) Mixture for induction welding deposition of wear-resistant material
US3995139A (en) Filler material and process for the heterogeneous welding by the fusion of two iron-carbon alloys
RU2105821C1 (en) Method for production of ingots from wear-resistant steel
KR960006038B1 (en) Chromium carbide alloy with excellent wear resistance
RU2123921C1 (en) Mixture for welding deposition
RU172042U1 (en) SOW POWDER WIRE
RU2037551C1 (en) Pig iron
SE452422B (en) Electrode for welding consisting of a powder-filled mantle of a low-carbon containing steel
RU204457U1 (en) Wire with nominal diameter up to 5 mm for surfacing rollers of continuous casting machines
SU585018A1 (en) Composition for core wire electrode
RU2183688C1 (en) Wear-resistant iron-base alloy
RU2147045C1 (en) Mottled iron
RU2154563C1 (en) Induction welding composition
RU2039117C1 (en) Cast iron for cutting disks
US3920451A (en) Well workable, abrasion resistant nodular cast iron and a method of its production
SU1687640A1 (en) Cast iron
US4929416A (en) Cast steel
SU1666285A1 (en) Electrode for welding low-alloy steel
SU1746888A3 (en) Mottled cast iron
JPH10166166A (en) Aluminothermite mixture
SU960301A1 (en) Cast iron
SU1315511A1 (en) Wear-reststant alloy
SU1725757A3 (en) Wear-resistant cast iron