[go: up one dir, main page]

RU2257988C2 - Powder wire for surfacing parts of metallurgical equipment - Google Patents

Powder wire for surfacing parts of metallurgical equipment Download PDF

Info

Publication number
RU2257988C2
RU2257988C2 RU2003123898/02A RU2003123898A RU2257988C2 RU 2257988 C2 RU2257988 C2 RU 2257988C2 RU 2003123898/02 A RU2003123898/02 A RU 2003123898/02A RU 2003123898 A RU2003123898 A RU 2003123898A RU 2257988 C2 RU2257988 C2 RU 2257988C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
parts
powder
metallurgical equipment
wire
graphite
Prior art date
Application number
RU2003123898/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003123898A (en
Inventor
С.А. Шамин (RU)
С.А. Шамин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Череповецкий сталепрокатный завод"
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 Открытое акционерное общество "Череповецкий сталепрокатный завод" filed Critical Открытое акционерное общество "Череповецкий сталепрокатный завод"
Priority to RU2003123898/02A priority Critical patent/RU2257988C2/en
Publication of RU2003123898A publication Critical patent/RU2003123898A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2257988C2 publication Critical patent/RU2257988C2/en

Links

Landscapes

  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

FIELD: welding materials, possibly automatic welding under flux for restoring dimensions of worn parts and for producing wear resistant protection coating on parts of metallurgical equipment operating in condition of compression and abrasive wear.
SUBSTANCE: powder wire contains steel envelope and powder like charge. The last contains next relation of components, mass %: ferrotungsten, 12 -14; metallic chrome, 2.5 - 4.0; ferrovanadium, 0.5 - 1.0; ferromagnanese, 0.4 - 1.0; graphite, 0.1 - 0.4; silicon carbide, 0.1 - 1.0; iron powder, the balance. Powder wire of such composition allows surfacing parts of carbon steels with carbon content 0.4 - 0.5% at high rate and without sub-layer application.
EFFECT: enhanced wear resistance, flaw absence, stable rigidity and chemical composition of surfaced metal.
1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к сварочным материалам, в частности к порошковым проволокам, применяемым в автоматической наплавке под флюсом для восстановления размеров изношенных деталей и получения износостойкого защитного покрытия на деталях, работающих в условиях сжатия и абразивного износа при температурах до 600°С, например, прокатные валки сортопрокатного производства, ролики подающих рольгангов черновых клетей цехов горячей прокатки, ножи для резки слитков и другие детали металлургического оборудования.The invention relates to welding materials, in particular to flux-cored wires used in automatic submerged arc surfacing to restore worn parts and obtain a wear-resistant protective coating on parts operating under compression and abrasive wear at temperatures up to 600 ° C, for example, rolled sections production, rollers of feed rolls of roughing stands of hot rolling workshops, knives for cutting ingots and other details of metallurgical equipment.

Известна порошковая проволока, которая предназначена для износостойкой наплавки изделий, работающих в условиях термомеханического циклического нагружения, и состоит из малоуглеродистой оболочки и порошкообразной шихты со следующим содержанием компонентов, мас.%: Графит 0,4-0,7 Феррохром 15,8-19,6 Ферромолибден 8,1-10,3 Ферровольфрам 1,1-1,8 Феррованадий 2,8-3,5 Ферросилиций 1,3-2,1 Ферромарганец 1,3-2,7 Ферротитан 2,4-3,4 Ферроцерий 1,6-2,2 Никель 2,8-3,8 Алюминий 0,9-1,2 Железо Остальное (Патент РФ №1769481, В 23 К 35/368, опубл. 30.08.94 г.).Known flux-cored wire, which is intended for wear-resistant surfacing of products operating under thermomechanical cyclic loading, and consists of a low-carbon sheath and a powder mixture with the following components, wt.%: Graphite 0.4-0.7 Ferrochrome 15.8-19, 6 Ferromolybdenum 8.1-10.3 Ferro-tungsten 1.1-1.8 Ferrovanadium 2.8-3.5 Ferrosilicon 1.3-2.1 Ferromanganese 1.3-2.7 Ferrotitanium 2.4-3.4 Ferrocerium 1.6-2.2 Nickel 2.8-3.8 Aluminum 0.9-1.2 Iron The rest (RF Patent No. 1769481, 23 K 35/368, publ. 30.08.94).

Металл, наплавленный указанной порошковой проволокой, обладает повышенной склонностью к образованию трещин при наплавке на детали из сталей с содержанием углерода 0,4-0,5 %, плохой обрабатываемостью режущим инструментом при чистовой обработке деталей (возможно только шлифованием). Порошковая проволока слишком сложна в изготовлении из-за большого числа компонентов и отличается высокой стоимостью.The metal deposited with the specified flux-cored wire has an increased tendency to crack when surfacing on parts made of steel with a carbon content of 0.4-0.5%, poor machinability with a cutting tool during finishing of parts (only possible by grinding). Flux cored wire is too difficult to manufacture due to the large number of components and is of high cost.

Наиболее близкой по химсоставу и назначению к заявляемой является порошковая проволока ПП-Нп-35В9ХЗСФ по ГОСТ 26101-84, содержащая в составе шихты ферровольфрам, феррохром, феррованадий, ферромарганец, графит, кремнефтористый натрий и железный порошок.The closest chemical composition and purpose to the claimed one is flux-cored wire PP-Np-35V9KhZSF according to GOST 26101-84, containing ferro-tungsten, ferrochrome, ferrovanadium, ferromanganese, graphite, sodium silicofluoride and iron powder in the composition.

Химический состав металла, получаемого в наплавленном слое, имеет следующее соотношение элементов, мас. %:The chemical composition of the metal obtained in the deposited layer has the following ratio of elements, wt. %:

Углерод 0,27-0,40Carbon 0.27-0.40

Вольфрам 8-11Tungsten 8-11

Хром 2,2-3,5Chrome 2.2-3.5

Ванадий 0,2-0,5Vanadium 0.2-0.5

Марганец 0,6-1,1Manganese 0.6-1.1

Кремний 0,2-1,0Silicon 0.2-1.0

Железо и обычные примеси остальноеIron and common impurities

Твердость 42,5-54,5 HRCэ Hardness 42.5-54.5 HRC e

Рекомендуемая скорость наплавки 30-40 м/час.Recommended surfacing speed is 30-40 m / h.

При наплавке деталей из стали, содержащей 0,4-0,5 % углерода, порошковой проволокой марки ПП-Нп-35В9ХЗСФ на поверхности деталей происходит переход углерода из основного металла в наплавленный, что приводит к образованию трещин в наплавленном слое, для устранения которых требуется нанесение промежуточного слоя и последующая его механическая обработка. При наплавке массивных деталей металлургического оборудования скорость наплавки 30-40 м/час требует значительного предварительного и сопутствующего подогрева, в противном случае, как и в случае увеличения скорости наплавки до 50-60 м/час, на поверхности наплавленного металла часто возникают трещины.When surfacing parts made of steel containing 0.4-0.5% carbon with a flux-cored wire of the grade PP-Np-35V9KhZSF on the surface of the parts, carbon transitions from the base metal to the deposited metal, which leads to the formation of cracks in the deposited layer, the elimination of which requires applying an intermediate layer and its subsequent mechanical treatment. When surfacing massive parts of metallurgical equipment, the surfacing speed of 30-40 m / h requires significant preliminary and concurrent heating, otherwise, as in the case of increasing the surfacing speed to 50-60 m / h, cracks often occur on the surface of the deposited metal.

Применение феррохрома в составе шихты приводит к значительным отклонениям по твердости и химсоставу наплавленного металла, причиной чего является неоднородность феррохрома по содержанию хрома и особенно углерода в пределах одной плавки.The use of ferrochrome in the composition of the charge leads to significant deviations in hardness and chemical composition of the deposited metal, which is caused by the heterogeneity of ferrochrome in the content of chromium and especially carbon within one melting.

Износостойкость наплавленного металла обеспечивается наличием мартенситной структуры с карбидными включениями. Повышение количества карбидов в проволоке ПП-Нп-35В9ХЗСФ напрямую зависит от количества углерода в наплавленном металле. Для получения содержания углерода в наплавленном металле свыше 0,4 % требуется увеличить его введение в состав шихты, но при этом получить наплавленный металл без трещин даже на малом режиме и при наличии промежуточного слоя достаточно сложно, что не позволяет повысить износостойкость наплавленных деталей.The wear resistance of the deposited metal is ensured by the presence of a martensitic structure with carbide inclusions. The increase in the number of carbides in the wire PP-Np-35V9HZSF directly depends on the amount of carbon in the deposited metal. To obtain a carbon content in the deposited metal of more than 0.4%, it is necessary to increase its introduction into the composition of the charge, but it is rather difficult to obtain the deposited metal without cracks even in the small mode and in the presence of an intermediate layer, which does not allow to increase the wear resistance of the deposited parts.

Технической задачей настоящего изобретения является создание порошковой проволоки, обеспечивающей повышение производительности за счет увеличения скорости наплавки и отказа от нанесения промежуточного слоя, повышение стойкости наплавленного металла путем введения в шихту порошковой проволоки карбида кремния.An object of the present invention is to provide a flux-cored wire that provides increased productivity by increasing the deposition rate and avoiding the application of an intermediate layer, increasing the resistance of the deposited metal by introducing silicon carbide into the charge of the flux-cored wire.

Технический результат достигается за счет сокращения введения углерода в состав шихты в виде графита до 0,1-0,4 %, что обеспечивает наплавку без трещин на стали с содержанием углерода 0,4-0,5 % на скорости 50-60 м/час и позволяет отказаться от нанесения промежуточного слоя из низкоуглеродистой стали, а за счет ввода в состав шихты карбида кремния обеспечивается достаточно высокое насыщение карбидами наплавленного металла, что повышает износостойкость наплавленных деталей в полтора - два раза. При этом химсостав наплавленного металла не отличается от проволоки ПП-Нп-35В9ХЗСФ, ГОСТ 26101, а диапазон твердости увеличивается до 46-58 HRCэ.The technical result is achieved by reducing the introduction of carbon into the composition of the charge in the form of graphite to 0.1-0.4%, which provides surfacing without cracks on steel with a carbon content of 0.4-0.5% at a speed of 50-60 m / h and allows you to abandon the deposition of an intermediate layer of low carbon steel, and by introducing silicon carbide into the mixture, a sufficiently high saturation of the deposited metal with carbides is ensured, which increases the wear resistance of the deposited parts by one and a half to two times. In this case, the chemical composition of the deposited metal does not differ from PP-Np-35V9KhZSF wire, GOST 26101, and the hardness range increases to 46-58 HRC e .

Указанные свойства порошковой проволоки получаются при содержании компонентов в следующем соотношении, мас. %:The indicated properties of the cored wire are obtained when the content of the components in the following ratio, wt. %:

Ферровольфрам 12-14Ferro-tungsten 12-14

Хром металлический 2,5-4,0Chrome metal 2.5-4.0

Феррованадий 0,5-1,0Ferrovanadium 0.5-1.0

Ферромарганец 0,4-1,0Ferromanganese 0.4-1.0

Графит 0,1-0,4Graphite 0.1-0.4

Карбид кремния 0,1-1,0Silicon Carbide 0.1-1.0

Железный порошок - остальноеIron powder - the rest

Для изготовления порошковой проволоки диаметром 3,6 мм может быть применена лента из стали 08пс размером 0,8×15 мм, коэффициент заполнения проволоки 30-34%, конструкция однослойная.For the manufacture of flux-cored wire with a diameter of 3.6 mm, a tape made of 08ps steel of 0.8 × 15 mm in size, the fill factor of the wire is 30-34%, the structure is single-layer.

Введение в состав ферровольфрама в пределах 12-14 обеспечивает стабильную мартенситную структуру наплавленного металла с высокой сопротивляемостью к сжатию и абразивному износу.The introduction of ferro-tungsten in the range of 12-14 provides a stable martensitic structure of the deposited metal with high resistance to compression and abrasion.

Введение в состав хрома в пределах 2,5-4,0 обеспечивает жаростойкость и окалиностойкость наплавленного металла, содержание хрома ниже предлагаемого предела нежелательно, так как может привести к низкой жаростойкости наплавленного металла, увеличение содержания хрома может привести к появлению отпускной хрупкости и, как следствие, к трещинам в наплавленном металле и пониженной стойкостью к ударным нагрузкам.The introduction of chromium in the range of 2.5-4.0 provides heat resistance and scale resistance of the deposited metal, the chromium content below the proposed limit is undesirable, since it can lead to low heat resistance of the deposited metal, an increase in the chromium content can lead to temper brittleness and, as a result , to cracks in the weld metal and reduced resistance to shock loads.

Диапазон содержания феррованадия 0,5-1,0 обеспечивает стойкость наплавленного металла к межкристаллитной коррозии, снижение диапазона может привести к появлению коррозии по границам зерен металла, увеличение - к отпускной хрупкости.The range of ferrovanadium content of 0.5-1.0 ensures the resistance of the deposited metal to intergranular corrosion, a decrease in the range can lead to corrosion along the grain boundaries of the metal, an increase to temper brittleness.

Диапазон содержания ферромарганца 0,4-1,0 обеспечивает приемлемую стойкость к ударным нагрузкам и прочность наплавленного металла.The range of ferromanganese content of 0.4-1.0 provides acceptable resistance to shock loads and the strength of the weld metal.

Введение в состав шихты графита в пределах 0,1-0,4 обеспечивает стабильную мартенситную структуру и возможность наплавки проволокой на высокой скорости на стали с содержанием 0,4-0,5 % углерода без дефектов. Уменьшение ввода в наплавленный металл графита ниже указанного предела приводит к резкому снижению твердости наплавленного металла, увеличение ввода в состав шихты графита выше указанного предела приводит к появлению трещин в наплавленном металле.The introduction of graphite into the composition in the range of 0.1-0.4 provides a stable martensitic structure and the possibility of surfacing with wire at high speed on steel with a content of 0.4-0.5% carbon without defects. A decrease in the input of graphite into the deposited metal below the specified limit leads to a sharp decrease in the hardness of the deposited metal, an increase in the input to the composition of the graphite charge above the specified limit leads to the appearance of cracks in the deposited metal.

Введение в состав шихты карбида кремния в диапазоне 0,1-1,0 позволило стабилизировать структуру наплавленного металла, значительно повысить его твердость и износостойкость без снижения сварочно-технологических характеристик и появления дефектов.The introduction of silicon carbide in the mixture in the range of 0.1-1.0 made it possible to stabilize the structure of the deposited metal, significantly increase its hardness and wear resistance without reducing welding and technological characteristics and the appearance of defects.

Примеры составов опытных проволок приведены в таблице.Examples of experimental wire compositions are given in the table.

Figure 00000001
Figure 00000001

Все приведенные в таблице составы наплавлялись автоматом под флюсом АН-20С на скорости 50-60 м/час.All the compositions shown in the table were surfaced with an automatic machine under the AN-20C gumboil at a speed of 50-60 m / h.

В наплавленном металле приведенных составов дефекты отсутствовали, но кроме состава №5 отмечалось пониженное содержание хрома. Попытка получения мартенситной структуры только за счет карбида кремния не привела к успеху. Наилучшим составом, принятым в производство, является состав №5. Проволока с шихтой предлагаемого состава обеспечивает высокую твердость наплавленного металла, отсутствие дефектов.There were no defects in the deposited metal of the given compositions, but in addition to composition No. 5, a lower chromium content was noted. An attempt to obtain a martensitic structure only due to silicon carbide has not led to success. The best composition accepted into production is composition No. 5. The wire with the charge of the proposed composition provides high hardness of the weld metal, the absence of defects.

Порошковая проволока с шихтой предлагаемого состава прошла всесторонние сравнительные испытания в лабораторных условиях и опытную проверку механизированной наплавкой под флюсом слоя стали на крупногабаритные детали металлургического оборудования. Испытания показали, что она обладает хорошими сварочно-технологическими характеристиками, отсутствием дефектов в наплавленном слое, высокой производительностью наплавки. Стойкость деталей металлургического оборудования выросла в 1,2-1,8 раза.The flux cored wire with the charge of the proposed composition has undergone comprehensive comparative tests in laboratory conditions and an experimental test of mechanized surfacing with a flux of a steel layer on large-sized parts of metallurgical equipment. Tests have shown that it has good welding and technological characteristics, the absence of defects in the deposited layer, and high deposition performance. The durability of parts of metallurgical equipment increased by 1.2-1.8 times.

Применение порошковой проволоки в производстве по упрочнению и восстановлению деталей металлургического оборудования позволит значительно повысить их работоспособность, сократить затраты на изготовление за счет чего получить определенный экономический эффект.The use of flux-cored wire in the production of hardening and restoration of parts of metallurgical equipment will significantly increase their performance, reduce manufacturing costs, thereby obtaining a certain economic effect.

Claims (1)

Порошковая проволока для наплавки деталей металлургического оборудования, выполненная в виде стальной оболочки и порошкообразной шихты, включающей ферровольфрам, хром металлический, феррованадий, ферромарганец, графит, железный порошок, отличающаяся тем, что шихта дополнительно содержит карбид кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%:A flux-cored wire for surfacing parts of metallurgical equipment, made in the form of a steel shell and a powder mixture, including ferro-tungsten, metallic chrome, ferrovanadium, ferromanganese, graphite, iron powder, characterized in that the mixture additionally contains silicon carbide in the following ratio of components, wt.%: Ферровольфрам Ferro-tungsten 12-1412-14 Хром металлический Metal chrome 2,5-4,02.5-4.0 Феррованадий Ferrovanadium 0,5-1,00.5-1.0 Ферромарганец Ferromanganese 0,4-1,00.4-1.0 Графит Graphite 0,1-0,40.1-0.4 Карбид кремния Silicon carbide 0,1-1,00.1-1.0 Железный порошок Iron powder ОстальноеRest
RU2003123898/02A 2003-07-30 2003-07-30 Powder wire for surfacing parts of metallurgical equipment RU2257988C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003123898/02A RU2257988C2 (en) 2003-07-30 2003-07-30 Powder wire for surfacing parts of metallurgical equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003123898/02A RU2257988C2 (en) 2003-07-30 2003-07-30 Powder wire for surfacing parts of metallurgical equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003123898A RU2003123898A (en) 2005-02-27
RU2257988C2 true RU2257988C2 (en) 2005-08-10

Family

ID=35285884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003123898/02A RU2257988C2 (en) 2003-07-30 2003-07-30 Powder wire for surfacing parts of metallurgical equipment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2257988C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465111C2 (en) * 2010-05-06 2012-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Техно-Арк" Electrode for wear deposition and method of making antiwear layer on metallurgical equipment using deposition electrodes
RU2518035C1 (en) * 2013-06-24 2014-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Powder wire
RU2518211C1 (en) * 2013-05-07 2014-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Powder wire

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465111C2 (en) * 2010-05-06 2012-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Техно-Арк" Electrode for wear deposition and method of making antiwear layer on metallurgical equipment using deposition electrodes
RU2518211C1 (en) * 2013-05-07 2014-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Powder wire
RU2518035C1 (en) * 2013-06-24 2014-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Powder wire

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003123898A (en) 2005-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5138991B2 (en) Machine structural steel with excellent machinability
JPH083682A (en) High carbon long life bearing steel
US7597841B2 (en) Weld metal excellent in toughness and SR cracking resistance
RU2661126C1 (en) Charge of flux-cored wire
US4071734A (en) Powder electrode strip for surfacing with wear-resistant alloy
RU2579328C1 (en) Charge of flux-cored wire
JP5092578B2 (en) Low carbon sulfur free cutting steel
JP6690786B1 (en) Method for manufacturing solid wire and welded joint
RU2257988C2 (en) Powder wire for surfacing parts of metallurgical equipment
JP4676940B2 (en) Manufacturing method of metal-based flux cored wire with low slag and high fatigue strength welded joint
CN110900033A (en) A gas shielded mineral powder type 314 heat-resistant stainless steel flux-cored welding wire
JP2014198344A (en) Submerged arc welding method for high strength steel
RU2704338C1 (en) Flux cored wire
JP2019056147A (en) Abrasion resistant steel plate and method for producing the same
RU2739362C1 (en) Flux cored wire
JP5318638B2 (en) Machine structural steel with excellent machinability
JP6801541B2 (en) Mechanical steel and its cutting method
CN112605560B (en) Coating material for high-speed steel, high-speed steel welding rod and preparation method
RU204457U1 (en) Wire with nominal diameter up to 5 mm for surfacing rollers of continuous casting machines
RU206282U1 (en) Flux-cored wire for surfacing parts subject to high abrasive wear
RU2641590C2 (en) Powder wire
RU2679372C1 (en) Flux cored wire
CN111618478B (en) Low-manganese gas shielded welding wire suitable for ultralow heat input automatic welding and welding method thereof
RU2682940C1 (en) Flux cored wire
RU2634526C1 (en) Powder wire charge

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100731