Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Проволока порошковая
Изготовление - порошковая проволока - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Изготовление - порошковая проволока
Cтраница 1
Изготовление порошковой проволоки методом волочения заключается в том, что стальная лента протягивается через фильер, где она постепенно сворачивается в трубку. Перед фильером на ленту насыпается шихта. Проходя через фильер, лента свертывается в трубку, заполненную изнутри порошкообразным сердечником. Для получения проволоки требуемого диаметра ее протягивают еще через ряд фильер. [1]
Изготовление порошковой проволоки различных сложных сечений позволяет регулировать соотношение массы шихты и оболочки, но при этом трудно обеспечивать равномерность заполнения проволоки шихтой. [3]
Для изготовления порошковой проволоки диаметром 5 мм на автомате применяется стальная лента сечением 14 X 0 5 мм. Вес шихты составляет 40 - 50 % по отношению к общему весу порошковой проволоки. [4]
Для изготовления порошковой проволоки применяется мягкая стальная лента толщиной 0 4 - 0 5 мм и шириной 30 - 34 мм. [6]
Процесс изготовления порошковой проволоки начинается с удаления смазки с ленты в очистительном приспособлении. Затем лента пропускается через профилирующие устройства и заполняется шихтой. При протягивании через фильер лента сворачивается в трубку и обжимает находящуюся в ней шихту. [8]
Процесс изготовления порошковой проволоки начинается с удаления смазки с ленты в очистительном приспособлении. Затем лента пропускается через профилирующие устройства и заполняется шихтой. При протягивании через фильер лента сворачивается в трубку и обжимает находящуюся в ней шихту. Проволока проходит последовательно через несколько фильер, постепенно уменьшается в диаметре до необходимого размера, а заполняющий ее порошок уплотняется. [10]
С учетом опыта изготовления порошковой проволоки был изготовлен модернизированный стан Магнитогорского метизнометал-лургпческого завода. [11]
Последовательность операций по изготовлению порошковой проволоки следующая. Нижняя лента из кассеты 1 попадает в первую пару роликов 2, где ей придается корытообразная форма. На движущуюся далее, сформованную таким образом заготовку па бункера 3 подается шихта. Верхняя лента из кассеты 8 через направляющую втулку 4 укладывается сверху шихты. [13]
На ленте, предназначенной для изготовления порошковой проволоки, допускаются цвета побежалости. [14]
На кромках ленты, предназначенной для изготовления порошковой проволоки, дефекты не допускаются. Допускаются заусенцы, величиной не более половины предельного отклонения по толщине. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
Порошковая проволока для комплексной обработки жидкой стали
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при внепечной обработке жидкой стали. Проволока состоит из стальной оболочки и наполнителя, содержащего металлический кальций, а в качестве шлакообразующего материала используют один или несколько компонентов из группы, включающей доломитизированную известь, обожженный доломит, материалы цементного производства, плавленый рафинировочный шлак, плавиковый шпат, хлорид кальция, хлорид натрия, при следующем соотношении компонентов наполнителя, мас.%: кальций металлический 25-55, шлакообразующий материал остальное. Изобретение обеспечивает высокую эффективность использования компонентов, входящих в наполнитель, за счет снижения количества оксидных, оксисульфидных и сульфидных включений в готовом металле. 2 з.п. ф-лы, 1 пр., 2 табл.
Изобретение относится к черной металлургии, а точнее к внепечной обработке жидкой стали кальцийсодержащими порошковыми проволоками.
В технологии внепечной обработки стали широко применяются порошковые проволоки с наполнителями, содержащими кальций и кремний в виде сплавов кальция и кремния (силикокальция) или механических смесей силикокальция и металлического кальция с содержанием общего кальция в смеси на уровне 40 мас.%. Данные порошковые проволоки эффективно решают целый ряд задач повышения технологических свойств жидкой стали и качества готовой металлопродукции, но имеют значительные ограничения при внепечной обработке марок стали с низким содержанием кремния. Кроме того, в современной металлургии повышение требований к качеству металлопродукции, в частности по загрязненности неметаллическими включениями, при одновременном расширении сортамента производимых марок стали, особенно с низким содержанием кремния, требует разработки новых кальцийсодержащих наполнителей порошковых проволок, обеспечивающих эффективное модифицирование и рафинирование жидкого металла, возможность обработки сталей любого марочного состава.
Известна порошковая проволока (см. п. РФ №2242521 по кл. C21C 7/00, заявл. 15.07.2002, опубл. 20.12.2004 «Проволока для внепечной обработки металлургических расплавов») с наполнителем, содержащим кальций и железный порошок при соотношении компонентов наполнителя, мас. %: кальций 25-45, железный порошок 55-75 и соотношении между составляющими частями проволоки, мас.%: порошковый наполнитель 51-70, стальная оболочка 30-49.
При использовании такой порошковой проволоки нет ограничений по обработке расплавов различных марок стали, в том числе с низким содержанием кремния.
Однако необходимый уровень модифицирования жидкого металла может достигается только при увеличенных расходах порошковой проволоки. Это объясняется следующим образом. Большая разница между удельными массами кальция гранулированного (примерно 0,85-0,90 г/см3) и железного порошка (примерно 4,0-5,0 г/см3) приводит к тому, что в наполнителе порошковой проволоки кальций занимает значительно больший объем, чем железный порошок. Например, для порошковой проволоки, наиболее широко используемой при внепечной обработке стали с содержанием кальция в наполнителе 40 мас.%, объем, занимаемый кальцием, в 3-4 больше объема железного порошка. Таким образом, железный порошок в наполнителе может рассматриваться в большей мере только как балласт, не выполняющий роль пассиватора кальция, что и проводит к снижению эффективности использования кальция при внепечной обработке стали и, соответственно, перерасходу порошковой проволоки.
Наиболее близкой по технической сущности, достигаемому результату и выбранной в качестве прототипа к заявляемой является порошковая проволока для внепечной обработки стали, состоящая из стальной оболочки и кальцийсодержащего шлакометаллического наполнителя, содержащего кальций и оксид кальция в массовом отношении кальция к окиси кальция 0,6-0,8 (см. а.с. СССР №1776217 по кл. B22D 11/10, заявл. 20.12.1990, опубл. 15.11.1992 «Плакированный порошковый модификатор»).
При использовании порошковой проволоки с таким наполнителем достигаются определенные положительные результаты по модифицированию и рафинированию жидкой стали. Основные недостатки этой порошковой проволоки заключаются в следующем. Используемый в качестве шлакообразующего компонента наполнителя оксид кальция (известь) имеет низкую текучесть, а также является очень гигроскопичным материалом. Это приводит к нестабильности технологического процесса изготовления порошковой проволоки из-за зависания извести в бункере, низкому и неравномерному общему наполнению по длине проволоки, проблемам при обеспечении заданного соотношения компонентов наполнителя, и в результате - к нестабильному процессу рафинирования и модифицирования при внепечной обработке стали, что приводит к снижению уровня механических свойств готового металла и повышенному расходу проволоки. Кроме того, при обработке стали такой порошковой проволокой возможно насыщение стали водородом.
Задачей настоящего изобретения является совершенствование состава наполнителя порошковой проволоки для получения стали с улучшенными механическими свойствами при сокращении расхода наполнителя.
Техническим результатом, получаемым при реализации изобретения, является повышение эффективности использования компонентов, входящих в состав наполнителя проволоки и обеспечивающих снижение количества оксидных, оксисульфидных и сульфидных включений в готовом металле.
Указанная задача решается за счет того, что в известной порошковой проволоке для комплексной обработки жидкой стали, состоящей из стальной оболочки и наполнителя, содержащего металлический кальций и шлакообразующий материал, согласно изобретению, в качестве шлакообразующего материала используют один или несколько компонентов из группы, включающей доломитизированную известь, обожженный доломит, материалы цементного производства, плавленый рафинировочный шлак, плавиковый шпат, кальция хлорид, натрия хлорид, при следующем соотношении компонентов наполнителя, мас.%:
| кальций металлический | 25-55, |
| шлакообразующий материал | остальное |
Дополнительно в составе наполнителя порошковой проволоки можно использовать в виде флюсующей добавки 5-15 мас.% криолита и/или 5-30 мас.% инертную добавку в виде железного порошка, и/или дроби, и/или стружки.
Исследования, проведенные по источникам патентной и научно-технической информации, показали, что заявляемая порошковая проволока не известна и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям новизна и изобретательский уровень.
Заявляемая порошковая проволока может быть произведена на любом предприятии, специализирующемся в данной отрасли, т.к. для этого требуются известные материалы и стандартное оборудование, т.е. является промышленно применимой.
Использование в качестве шлакообразующего компонента наполнителя порошковой проволоки активных оксидных и галогенидных материалов, к числу которых относятся доломитизированная известь, обожженный доломит, материалы цементного производства, плавленный рафинировочный шлак, плавиковый шпат, хлорид кальция, натрия хлорида повышает рафинирующую способность наполнителя и обеспечивает высокую модифицирующую эффективность металлического кальция. Благодаря достаточно высокой удельной насыпной массе и текучести используемых шлакообразующих материалов обеспечивается стабильность технологического процесса изготовления порошковой проволоки, высокое и равномерное заполнение компонентами по длине проволоки. Кроме того, использование выбранных порошкообразных шлакообразующих материалов с указанными свойствами обеспечивает высокую и стабильную по всей длине проволоки степень пассивирования кальция металлического, что приведет к снижению интенсивности испарения кальция и повышению эффективности его целевого использования.
Выбранное соотношение между кальцием металлическим и шлакообразующим материалом позволяет синхронизировать и оптимизировать процессы подачи порошковой проволоки, освобождения наполнителя и его эффективного взаимодействия с расплавом. Изменение выбранных соотношений в сторону снижения кальция металлического приведет к необходимости увеличения расхода порошковой проволоки для достижения требуемого уровня модифицирования, а в противоположном случае к увеличению интенсивности испарения кальция, сокращению взаимодействия компонентов наполнителя с расплавом и, как следствие, снижению эффективности процессов модифицирования и рафинирования. В итоге это также приведет к увеличению расхода порошковой проволоки. При обработке жидкой стали проволокой выбранного состава практически исключается пироэффект, выбросы жидкого металла и шлака, обеспечивается безаварийность процесса обработки расплава и повышается стойкость футеровки сталеразливочного ковша.
Дополнительное использование флюсующей добавки в виде криолита при необходимости повышает рафинирующую способность наполнителя. А применение инертной добавки в виде железного порошка, дроби, стружки позволяет в определенных условиях обработки жидкого металла регулировать в необходимой мере уровень процессов теплопередачи в системе «жидкий металл - порошковая проволока» и оптимизировать условия освобождения наполнителя и взаимодействия его с жидким металлом в ковше на максимальной глубине от поверхности расплава.
В целом обеспечивается высокая и регулируемая эффективность процессов модифицирования и рафинирования жидкого металла. Такая порошковая проволока может эффективно использоваться взамен порошковой проволоки с силикокальцием при обработке различных марок стали, а также для обработки марок стали с низким содержанием кремния.
Изготовление порошковой проволоки заявленных составов наполнителя проходило в стабильном и непрерывном технологическом режиме, обеспечивался равномерный сход материалов, заданное содержание и соотношение компонентов наполнителя по длине порошковой проволоки.
Пример осуществления.
Порошковую проволоку с различными наполнителями использовали для производства металлопроката из стали 25, имевшей перед модифицированием в ковше состав, мас. %: 0,22-0,25 C, 0,51-0,55 Mn, 0,2-0,23 Si, 0,025-0,028 S, 0,013-0,014 P, 0,11-0,12 Cr, 0,08-0,09 Ni, 0,023-0,025 Al, Fe - остальное.
Материал наполнителей порошковой проволоки для рафинирующей и модифицирующей обработки получали смешением в разных пропорциях металлического кальция с различными материалами: доломитизированной известью (CaOxMgO1-X), обожженным доломитом (CaO*MgO), материалом цементного производства (68,5 мас.% CaO, 23,1 мас.% SiO2, 5 мас.% Al2O3, 3,4 мас.% Fe2O3), плавленным рафинировочным шлаком (55 мас.% CaO, 45 мас.% Al2O3), плавиковым шпатом (CaF2), кальция хлоридом (CaCl2), натрия хлоридом (NaCl). Составы наполнителей порошковой проволоки приведены в таблице 1.
Материал по прототипу имел состав: 40 мас.% металлического кальция и 60 мас.% CaO.
Используемые гранулы металлического кальция имели размер менее 3 мм, а остальные материалы наполнителей порошковой проволоки, в том числе и по прототипу, дробили до фракции 0-2 мм. Приготовленные наполнители закатывали в стальную оболочку толщиной 0,4 мм, получая порошковую проволоку диаметром 14 мм.
При проведении экспериментов расплав из электропечи выпускали в 15 т ковш и после раскисления ферросилицием и алюминием обрабатывали порошковой проволокой с различными наполнителями. Каждый ковш обрабатывали проволокой с отличающимся составом наполнителей. Расход наполнителя во всех экспериментах составлял 0,5 кг/т стали.
При обработке расплава составом по прототипу расходом наполнителя составлял 0,8 кг/т стали.
В процессе обработки по всем вариантам расплав продували аргоном.
Далее металл разливали 7-8 т слитки, которые прокатывали на прутки диаметром 20 мм. Финишная термообработка металлопроката включала нормализацию при 880°C.
Загрязненность неметаллическими включениями, а также механические свойства оценивали в готовом металле.
В таблице 2 представлены результаты определения содержания оксидов и сульфидов, а также временного сопротивления - σв, относительного удлинения - δ и ударной вязкости (KCV) при -60°C - Ан, в металле, обработанном наполнителями порошковой проволоки по прототипу и вариантам, представленным в таблице 1.
Из приведенных в таблицах 1 и 2 данных видно, что:
1. Обработка расплава составом прототипа (вар.1) даже при высоком расходе наполнителя порошковой проволоки (0,8 кг/т стали) приводит к высокой загрязненности металла оксидными и оксисульфидными (1,5 балла), а также сульфидными (1,2 балла) включениями, низким значениям временного сопротивления (55 кгс/см2), относительного удлинения (менее 27%) и ударной вязкости (1,7 кгс*м/см2)
2. Обработка расплава материалами, согласно п.1 формулы изобретения, с расходом 0,5 кг/т стали (вар-ты 3-5, 7, 8, 10-13, 15-24), обеспечивает снижение загрязненности по оксидным, оксисульфидным (0,95-1,05 балла) и сульфидным (0,55-0,7 балла) включениям, а также повышение временного сопротивления (59-63 кгс/см2), относительного удлинения (29-33%) и ударной вязкости (2,0-2,4 кгс*м/см2) металла.
3. Обработка расплава материалами, отличающимися от заявленных в п.1 формулы изобретения (вар.2, 6, 9, 14), не приводит к повышению чистоты стали по неметаллическим включениям и уровня механических свойств металла по сравнению с прототипом.
4. Обработка расплава материалами, согласно пп.2 и 3 формулы изобретения, с расходом 0,5 кг/т стали (вар-ты 25-40), также обеспечивает снижение загрязненности по оксидным, оксисульфидным (0,90-1,05 балла) и сульфидным (0,5-0,6 балла) включениям, а также повышение временного сопротивления (более 61-64 кгс/см2), относительного удлинения (30-34%) и ударной вязкости (2,1-2,6 кгс*м/см2) металла.
Таким образом, из представленных в табл.1 и 2 данных следует, что снижение количества оксидных, оксисульфидных и сульфидных включений в готовом металле и высокие значения временного сопротивления, относительного удлинения и ударной вязкости имеют место лишь в металле, обработанном заявляемыми материалами.
1. Порошковая проволока для комплексной обработки жидкой стали, состоящая из стальной оболочки и наполнителя, содержащего металлический кальций и шлакообразующий материал, отличающаяся тем, что в качестве шлакообразующего материала используют один или несколько компонентов из группы, включающей доломитизированную известь, обожженный доломит, материалы цементного производства, плавленый рафинировочный шлак, плавиковый шпат, хлорид кальция, хлорид натрия, при следующем соотношении компонентов наполнителя, мас.%:
| кальций металлический | 25-55 |
| шлакообразующий материал | остальное |
2. Порошковая проволока по п.1, отличающаяся тем, что наполнитель дополнительно содержит 5-15% криолита.
3. Порошковая проволока по п.1 или 2, отличающаяся тем, что наполнитель дополнительно содержит 5-30% железного порошка и/или дроби, и/или стружки.
www.findpatent.ru
Порошковая проволока — Википедия (с комментариями)
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
К:Википедия:Статьи без изображений (тип: не указан)
Порошковая проволока — это трубчатая проволока, заполненная флюсом и металлическим порошком. Эту проволоку используют в процессе MIG/MAG — сварки. Проволока изготавливается из ленты путём холодного формования в U-образной форме с последующим наполнением флюсом или металлическим порошком. Затем проволока растягивается до нужного диаметра с помощью экструдера.
Виды порошковой проволоки
Порошковая проволока классифицируется по основному назначению, способу применяемой защиты, возможности сварки в различных пространственных положениях, механическим свойствам,
Большинство порошковой проволоки, выпускаемой в России, предназначено для сварки низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей. Различают проволоку общего и специального назначения. К проволоке специального назначения относится проволока для сварки с принудительным формированием шва, подводной сварки, ванной сварки, сварки арматуры, автоматической сварки с принудительным формированием.
Требования к порошковой проволоке
Порошковая проволока должна отвечать следующим требованиям: дуга легко возбуждаться и стабильно гореть; проволока плавиться равномерно и без чрезмерного разбрызгивания; образующийся при плавлении шлак равномерно покрывать поверхность шва и легко отделяться после охлаждения; сварной шов должен быть хорошо сформирован и не иметь дефектов сварных швов - пористости, трещин.
Эти требования характеризуют сварочно-технологические свойства сварочных материалов. Уровень сварочно-технологических свойств определяет возможность применения порошковой проволоки той или иной марки для сварки конструкции или изделия в конкретной обстановке. Сварочно-технологические свойства порошковой проволоки устанавливаются следующим образом. Стабильность горения дуги определяется при выполнении механизированной наплавки валика на пластину из низкоуглеродистой стали в нижнем положении без колебаний при среднем значении тока и напряжения, рекомендованного для выполнения данного типоразмера шва.
Зарубежные марки порошковой проволоки
- E71TGS (AWS A5.20)
- E71T-1 (AWS A5.20)
Напишите отзыв о статье "Порошковая проволока"
Ссылки
- [www.наплавить.рф/page.php?id=25 Метод контроля технологических свойств проволок для сварки и наплавки]
Отрывок, характеризующий Порошковая проволока
Последние числа октября было время самого разгара партизанской войны. Тот первый период этой войны, во время которого партизаны, сами удивляясь своей дерзости, боялись всякую минуту быть пойманными и окруженными французами и, не расседлывая и почти не слезая с лошадей, прятались по лесам, ожидая всякую минуту погони, – уже прошел. Теперь уже война эта определилась, всем стало ясно, что можно было предпринять с французами и чего нельзя было предпринимать. Теперь уже только те начальники отрядов, которые с штабами, по правилам ходили вдали от французов, считали еще многое невозможным. Мелкие же партизаны, давно уже начавшие свое дело и близко высматривавшие французов, считали возможным то, о чем не смели и думать начальники больших отрядов. Казаки же и мужики, лазившие между французами, считали, что теперь уже все было возможно. 22 го октября Денисов, бывший одним из партизанов, находился с своей партией в самом разгаре партизанской страсти. С утра он с своей партией был на ходу. Он целый день по лесам, примыкавшим к большой дороге, следил за большим французским транспортом кавалерийских вещей и русских пленных, отделившимся от других войск и под сильным прикрытием, как это было известно от лазутчиков и пленных, направлявшимся к Смоленску. Про этот транспорт было известно не только Денисову и Долохову (тоже партизану с небольшой партией), ходившему близко от Денисова, но и начальникам больших отрядов с штабами: все знали про этот транспорт и, как говорил Денисов, точили на него зубы. Двое из этих больших отрядных начальников – один поляк, другой немец – почти в одно и то же время прислали Денисову приглашение присоединиться каждый к своему отряду, с тем чтобы напасть на транспорт. – Нет, бг'ат, я сам с усам, – сказал Денисов, прочтя эти бумаги, и написал немцу, что, несмотря на душевное желание, которое он имел служить под начальством столь доблестного и знаменитого генерала, он должен лишить себя этого счастья, потому что уже поступил под начальство генерала поляка. Генералу же поляку он написал то же самое, уведомляя его, что он уже поступил под начальство немца.wiki-org.ru
Порошковая проволока
Изобретение относится к области электродуговой наплавки износостойких сплавов и может быть использовано для повышения стойкости деталей, работающих на истирание в контакте с агрессивными средами. Предложена порошковая проволока, состоящая из низкоуглеродистой стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей компоненты в следующем соотношении, мас.%: хром 14-18; никель 2-4; марганец 2-3; феррониобий 1-2; молибден 3-5; ферротитан 1,5-3; ферросилиций 1-2; карбид бора 0,6-1; кремнефтористый натрий 0,5-1; железный порошок 4,2-18,7; стальная оболочка - остальное. Заявленный состав порошковой проволоки обеспечивает получение наплавленного металла с высокой износостойкостью в условиях истирания в контакте с агрессивными средами. 1 ил., 3 табл.
Изобретение относится к области электродуговой наплавки износостойких сплавов, в частности к составу порошковой проволоки, и может быть использовано для повышения стойкости деталей оборудования химической, нефтяной и других отраслей промышленности, работающих на истирание в контакте с агрессивными средами, например, уплотнительных поверхностей запорной и дросселирующей арматуры, торцевых уплотнителей, контактных пар, различных насосов, шнеков, скребков, посадочных мест на различных валах и втулках.
Известна порошковая проволока для наплавки слоя нержавеющей стали повышенной твердости (авторское свидетельство СССР №300282, B23k 35/36, опубл. БИ №13, 1971 г.), состоящая из стальной оболочки и шихты следующего состава, %:
| хром | 0,5÷18 |
| феррохром | 2÷20 |
| никель | 2÷4 |
| ферромарганец | 1÷4 |
| кремнефтористый натрий | 2÷2,5 |
| низкоуглеродистая | |
| стальная оболочка | остальное. |
При наплавке известной проволокой наплавленный металл не обеспечивает высокой износостойкости и при трении металла о металл.
Известна порошковая проволока (авторское свидетельство СССР №277978, B23k 35/36, опубл. БИ №25, 1970 г.), состав шихты которой взят в следующем соотношении, %:
| карбид бора | 25÷55 |
| железный порошок | - остальное. |
Металл, наплавленный порошковой проволокой с шихтой предложенного состава, обладает высокой твердостью (7000-8000 МПа) и высокой относительной износостойкостью, но низкой коррозионной стойкостью. Кроме того, наплавка только одного карбида бора на стальные детали представляет значительные трудности, вызванные низкой смачиваемостью его железом и практически полным отсутствием пластической деформации, что обуславливает образование в наплавленном слое трещин и снижает способность его к релаксации упругих напряжений при механической нагрузке (Шеенко И.Н., Орешкин В.Д., Репкин Ю.Д. Современные наплавочные материалы на основе тугоплавких соединений. - Киев: Наукова думка, 1970. - 163-164 с.).
Известна высокохромистая наплавочная проволока (патент RU №2293640, B23k 35/30, опубл. БИ №5, 2007 г.), содержащая химические элементы в следующем соотношении, мас.%:
| углерод | 0,38÷0,42 |
| кремний | 0,50÷0,80 |
| марганец | 0,80÷1,20 |
| хром | 15,0÷17,0 |
| титан | 0,30÷0,50 |
| бор | до 0,006 |
| железо | - остальное. |
Недостатком данной проволоки является высокая чувствительность наплавленного металла к горячим трещинам и его низкая коррозионная стойкость в агрессивных средах. Кроме того, наплавленный металл в состоянии после наплавки обладает твердостью HRC 56-59, что сильно усложняет его механическую обработку.
Наиболее близкой по химическому составу является порошковая проволока для сварки и наплавки аустенитных коррозионных сталей (авторское свидетельство СССР №527278, B23k 35/368, опубл. БИ №33, 1976 г.), шихта которой содержит следующие компоненты, вес.%:
| рутил | 6,5÷10,0 |
| мрамор | 2,5÷4,0 |
| плавиковый шпат | 2,2÷3,8 |
| марганец | 4,5÷7,0 |
| хром | 51,0÷56,0 |
| никель | 19,5÷24,0 |
| гематит | 0,5÷1,5 |
| феррониобий | 2,8÷4,2. |
Такая порошковая проволока позволяет получить приемлемую устойчивость наплавленного металла к межкристаллитной коррозии и горячим трещинам. Однако твердость такого металла низка, что не обеспечивает высокую износостойкость.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание такого состава порошковой проволоки, который обеспечивал бы получение наплавленного металла с высокой износостойкостью в условиях истирания в контакте с агрессивными средами.
Технический результат достигается за счет того, что в порошковую проволоку, состоящую из низкоуглеродистой оболочки и шихты, содержащей хром, никель марганец, феррониобий, дополнительно введены молибден, ферротитан, ферросилиций, карбид бора, кремнефтористый натрий и железный порошок при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| хром | 14,0÷18,0 |
| никель | 2,0÷4,0 |
| марганец | 2,0÷3,0 |
| феррониобий | 1,0÷2,0 |
| молибден | 3,0÷5,0 |
| ферротитан | 1,5÷3,0 |
| ферросилиций | 1,0÷2,0 |
| карбид бора | 0,6÷1,0 |
| кремнефтористый натрий | 0,5÷1,0 |
| железный порошок | 4,2÷18,7 |
| стальная оболочка | - остальное. |
Хром в количестве 14-18% вводится в проволоку для достижения требуемой коррозионной стойкости наплавленного металла. Хром способствует расширению ферритной фазы. При этом достаточно известно его количественное воздействие. Так, понижение концентрации хрома ниже 12-13% не позволяет достичь необходимой сопротивляемости металла коррозионному износу. Повышение же содержания этого элемента свыше 18% мало сказывается на дальнейшем улучшении рассматриваемого свойства и может привести к понижению пластических свойств наплавленного металла. Содержание хрома в указанных пределах обеспечивает образование плотно и прочно связанной с металлом окисной пленки, которая длительное время сохраняется при нагреве и охлаждении наплавленной поверхности в период эксплуатации. Образуя в стали твердые карбиды, хром также повышает ее износостойкость.
Никель в количестве 2-4% за счет увеличения подвижности дислокации и снижения сопротивления движению дефектов со стороны кристаллической решетки железа эффективно повышает пластичность стали. Кроме того, он, присутствуя в твердом растворе за счет уменьшения коэффициента теплового расширения, обеспечивает высокую теплостойкость наплавленного металла. Понижение содержания никеля в предложенной шихте по сравнению с известной вызвано необходимостью подавления процессов коагуляции, выделяющихся при старении интерметаллидных фаз, и снижения до минимума возможности образования аустенита в процессе термообработки.
Марганец в количестве 2-3% вводится в качестве раскислителя и как легирующий элемент, повышающий стойкость наплавленного металла против образования кристаллизационных трещин и снижающий порообразование. Кроме того, в процессе старения он значительно повышает прочность наплавки вследствие аллотропических превращений, обеспечивая повышение отпускной прочности и твердости наплавленного металла. В то же время превышение концентрации марганца выше 3% приводит к ухудшению пластичности стали, особенно после дополнительного температурного воздействия.
Введение феррониобия в состав шихты в количестве 1,0-2,0% обеспечивает получение равномерно распределенных в матрице наплавленного металла карбидов ниобия, обуславливая ему высокую износостойкость в условиях абразивного изнашивания и восприятия статического давления с большими контактными нагрузками. Кроме того, ниобий повышает стойкость наплавленного металла против межкристаллитной коррозии.
Введение в состав шихты молибдена в количестве 3-5% является оптимальным, так как повышает температуру рекристаллизации твердых растворов, замедляет их разупрочнение и уменьшает чувствительность металла к перегреву при наплаве. Легирование наплавленного металла молибденом способствует упрочнению его матрицы образующимися карбидами (Mo23C6+Mo2C) и интерметаллидами (Fe2Mo, Ni3Mo), повышающих износостойкость наплавки. Кроме того, молибден, растворимый в феррите наплавленного металла, являясь поверхностно-активным элементом (по отношении к железу), препятствует выделению карбидов и интерметаллидов по границам зерен, что улучшает его прочность и ударную вязкость. Так же молибден повышает стойкость наплавленного металла к горячим трещинам. Добавка молибдена ниже нижнего предела не обеспечивает должное упрочнение матрицы наплавленного слоя. При наличии в шихте молибдена свыше 5%, совместно с высоким содержанием других карбидообразующих элементов, усиливает ликвационные процессы при кристаллизации и выделение карбидов по границам зерен в надкритическом интервале при термообработке. Это приводит к устранению положительного влияния этих элементов на прочность и твердость наплавки в результате обеднения ими твердого раствора.
Введение в состав шихты ферротитана в количестве 1,5-3,0% позволяет упрочнить наплавленный металл в процессе отпуска интерметаллидными фазами типа Ni3Ti, что способствует увеличению твердости и износостойкости наплавленного металла. Однако такое увеличение наблюдается только до содержания ферротитана 3,0%. При большем увеличении содержания ферротитана происходит повышение твердости, а так же и хрупкости стали за счет того, что весь титан в наплавленном металле расходуется на связывание углерода в карбиды титана (TiC). Введение его в состав шихты порошковой проволоки в виде ферротитана обусловлено более высоким коэффициентом перехода в наплавленный металл при наплавке в защитных газах, чем при использовании чистого порошка.
Введение ферросилиция в состав шихты в количестве 1,0-2,0% обеспечивает увеличение степени дисперсионного упрочнения наплавленного металла, легированного молибденом, титаном и ниобием, при термической обработке и в процессе эксплуатации. Так же кремний совместно с марганцем обеспечивают хорошую растекаемость сварочной ванны и благоприятное формирование валиков при наплавке в защитных газах. Наличие ферросилиция в шихте порошковой проволоки свыше 2% приводит к снижению как пластических свойств наплавленного металла, так и его коррозионной стойкости.
Ведение в предложенную порошковую проволоку карбида бора в количестве 0,6-1,0% ведет к выделению в структуре наплавленного металла боридной эвтектики, которая, располагаясь в виде каркаса между кристаллами, воспринимает часть нагрузки от удельных давлений и контактного взаимодействия и рассредоточивает ее на большую площадь поверхности, что увеличивает стойкость наплавленного металла против задирания, работающего в условиях истирания. Кроме того, боридная эвтектика препятствует «зерно-граничной ползучести», повышает стойкость против межкристаллитной коррозии. При этом хром, ниобий, молибден и титан под воздействием рабочих нагрузок образуют мелкодисперсные труднорастворимые высокопрочные бориды, карбиды и карбобориды, способствующие увеличению износостойкости наплавленного металла. Содержание карбида бора в шихте менее 0,6% не обеспечивает нужного уровня износостойкости, а при повышении свыше 1,0% возрастает процентное содержание углерода в наплавке, что приводит к ухудшению сварочно-технологических свойств, появлению трещин, охрупчиванию наплавленного металла и падению его износостойкости.
Кремнефтористый натрий является технологической добавкой, необходимой для создания внутренней защиты порошковой проволоки при наплавке. Введение кремнефтористого натрия в количестве 0,5-1,0% в шихту порошковой проволоки позволило исключить опасность образования пор в наплавленном металле.
Железный порошок необходим для получения расчетного коэффициента заполнения порошковой проволоки, что обеспечивает получение металла требуемого химического состава. Так же железный порошок способствует равномерности плавления шихты и оболочки, что улучшает сварочно-технологические свойства порошковой проволоки.
Для изготовления порошковой проволоки используют как чистые порошки металлов, так и порошки ферросплавов, варьируя состав шихты в зависимости от способа наплавки с учетом коэффициентов перехода легирующих элементов в наплавленный металл. Наплавка предложенной проволокой может производиться под фторидными флюсами либо в аргоне.
Для количественной оценки воздействия легирующих элементов на свойства наплавленного металла по известной технологии были изготовлены 6 составов порошковой проволоки, приведенных в табл.1: 2, 3 и 4 - составы предлагаемой проволоки, 1 и 5 - составы с содержанием компонентов, выходящим за пределы, 6 - состав прототипа.
| Таблица 1 | ||||||||||||||||
| Состав | Количественный состав порошковой проволоки, % | |||||||||||||||
| Cr | Ni | Mn | FeNb | Mo | FeTi | FeSi | B4C | Na2SiF6 | TiO2 | СаСО3 | CaF2 | Fe2O3 | Fe порошок | Fe лента | ||
| Предлагаемый | 1 | 12,0 | 1,0 | 1,0 | 0,5 | 2,0 | 1,0 | 0,5 | 0,3 | 0,3 | - | - | - | - | 26,3 | 55,1 |
| 2 | 14,0 | 2,0 | 2,0 | 1,0 | 3,0 | 1,5 | 1 | 0,6 | 0,5 | - | - | - | - | 18,7 | 55,7 | |
| 3 | 16,0 | 3,0 | 2,5 | 1,5 | 4,0 | 2,3 | 1,5 | 0,8 | 1,0 | - | - | - | - | 11,0 | 56,4 | |
| 4 | 18,0 | 4,0 | 3,0 | 2,0 | 5,0 | 3,0 | 2 | 1,0 | 1,0 | - | - | - | - | 4,2 | 56,8 | |
| 5 | 18,5 | 4,5 | 3,2 | 2,5 | 5,5 | 3,5 | 2,5 | 1,2 | 1,2 | - | - | - | - | 0 | 57,4 | |
| Прототип | 6 | 19,0 | 8,0 | 2,0 | 1,2 | - | - | - | - | - | 3 | 1 | 1 | 0,4 | 9,5 | 54,9 |
Оболочку изготавливали из стальной ленты марки 08кп размером 15×0,5 мм по ГОСТ 503-81. В качестве шихты использовали смесь порошков хрома марки Х99 по ГОСТу 5905-79, никеля марки ПНЭ по ГОСТу 9722-97, марганца марки Мн998 по ГОСТу 6008-90, феррониобия марки ФНб58 по ГОСТу 16773-2003, молибдена по ТУ 48-19-316-92, ферротитана марки ФТи30 по ГОСТу 4761-91, ферросилиция марки ФС75 по ГОСТу 1415-93, карбида бора по ГОСТу 5744-85, кремнефтористого натрия по ТУ 113-08-587-86, железа марки ПЖР2 по ГОСТу 9849-86, рутилового концентрата по ГОСТу 22938-78, мрамора марки М-97Б по ГОСТу 4416-94, плавикового шпата марки ФК-92 по ГОСТу 29220-91, гематита в соответствии с ГОСТом 23581.0-80, при коэффициенте заполнения 42,6-45,1%.
Порошковыми проволоками ⌀ 3 мм на полуавтомате ПДГО-601 в среде Ar выполнялась трехслойная наплавка на ребро пластин из стали 45 толщиной 20 мм. Из наплавленного металла изготавливались образцы для проведения исследований по известным методикам.
Дюрометрические исследования проводили на образцах из наплавленного металла после наплавки, деформации, старения (500°C - 2 час) и деформации + старение (старение при 500°C - 2 час). Твердость по Роквеллу измеряли на приборе Wolpert Group Model 600MRD (за величину твердости бралось среднее значение твердости - 5 замеров), твердость по Виккерсу измеряли на приборе Wolpert Group 402MVD при нагрузке Р=100 г. Деформацию наплавленного металла проводили в холодном состоянии на прессе с усилием 50 кН на сжатие до степени 30%. Испытания на износ проводились по ГОСТ 23.208-79 "Обеспечение износостойкости изделий. Метод испытания материалов на износостойкость при трении о нежестко закрепленные абразивные частицы". В качестве эталонных образцов применялись образцы из стали 45 в отожженном состоянии. Сравнительные испытания наплавленного металла к общей коррозии проводили в 50% и 65% растворе азотной кислоты методом механического взвешивания и методом AM (ГОСТ 6032-2003). Результаты дюрометрических исследований, испытаний на износостойкость и коррозионную стойкость сведены в таблицы 2 и 3.
| Таблица 2 | ||||||||||
| Состав | Твердость наплавленного металла | Относительная износостойкость | ||||||||
| после наплавки | после деформации | после старения | после деформации + старение | |||||||
| HRC | HV | HRC | HV | HRC | HV | HRC | HV | |||
| Предлагаемый | 1 | 32 | 332…355 | 36 | 362…394 | 38 | 390…413 | 39 | 407…420 | 1,64 |
| 2 | 25 | 257…271 | 31 | 322…358 | 40 | 418…446 | 45 | 482…519 | 2,37 | |
| 3 | 25,5 | 268…286 | 32,5 | 335…370 | 42,5 | 451…473 | 50 | 531…568 | 2,49 | |
| 4 | 29 | 305…327 | 36 | 361…412 | 44 | 467…506 | 45 | 483…519 | 2,52 | |
| 5 | 31 | 304…346 | 36,5 | 353…401 | 43 | 465…481 | 44,5 | 479…507 | 2,41 | |
| Прототип | 6 | - | 175…213 | 25 | 264…297 | - | 161…189 | 23 | 247…274 | 1,06 |
| Таблица 3 | ||||||||||
| Состав | Общая коррозионная стойкость потери веса, г/м2·ч | Стойкость против МКК, метод «AM» | ||||||||
| 50%, 80°C | 50%, кип. | 65%, 80°C | Провоцирующий нагрев, 650°C, 2 ч | |||||||
| Предлагаемый | 1 | 0,0212 | 0,2811 | 0,0386 | Не обеспечивает | |||||
| 0,0228 | 0,2733 | 0,0403 | ||||||||
| 2 | 0,0183 | 0,2072 | 0,0280 | Обеспечивает | ||||||
| 0,0176 | 0,2115 | 0,0292 | ||||||||
| 3 | 0,0102 | 0,1195 | 0,0146 | Обеспечивает | ||||||
| 0,0100 | 0,1198 | 0,0151 | ||||||||
| 4 | 0,0126 | 0,1614 | 0,0182 | Обеспечивает | ||||||
| 0,0132 | 0,1659 | 0,0175 | ||||||||
| 5 | 0,0137 | 0,1663 | 0,0177 | Обеспечивает | ||||||
| 0,0130 | 0,1646 | 0,0189 | ||||||||
| Прототип | 6 | 0,0091 | 0,1186 | 0,0128 | Обеспечивает | |||||
| 0,0095 | 0,1174 | 0,0135 | ||||||||
| Примечание. Время испытаний на общую коррозионную стойкость 100 ч. |
Как видно из таблиц 2 и 3, наилучшими свойствами обладает металл, полученный порошковой проволокой состава 3. Наплавленный металл, полученный предлагаемым 3 составом порошковой проволоки, превосходит металл, полученный проволокой-прототипом по твердости 1,3-2,17 раза и по износостойкости в 2,35 раза, а так же обладает высокой стойкостью к общей и межкристаллитной коррозии.
Как показали металлографические исследования, высокие эксплуатационные характеристики металла наплавленного порошковой проволокой заявленного состава можно объяснить тем, что он представляет собой сложно-компонентную структуру, состоящую из высокохромистого феррита, упрочненного мелкодисперсными карбоборидными, карбидами и интерметаллидными фазами ((Cr, Mo, Fe, Nb, Ti)23(С, В)6, (Cr, Fe, Ti, Nb)7C3, (Fe, Cr, Si)2(Mo, Ti) и (Ni, Fe)3Ti) и боридной эвтектики (Мо, Cr, Fe, Nb)2В, располагающейся по границам зерна феррита, образуя прочный каркас (фиг.1).
Металл, полученный предложенной порошковой проволокой, имеет способность к самоупрочнению под воздействием эксплуатационных нагрузок, что позволяет сохранить высокую износостойкость при стабильно высоких показателях коррозионной стойкости, и тем самым повысить срок службы оборудования химического машиностроения, атомной энергетики и деталей других отраслей промышленности, работающих на истирание в контакте с агрессивными средами.
Порошковая проволока для износостойкой наплавки, состоящая из низкоуглеродистой стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей хром, никель, марганец, феррониобий, отличающаяся тем, что в состав шихты дополнительно введены молибден, ферротитан, ферросилиций, карбид бора, кремнефтористый натрий и железный порошок при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| хром | 14,0÷18,0 |
| никель | 2,0÷4,0 |
| марганец | 2,0÷3,0 |
| феррониобий | 1,0÷2,0 |
| молибден | 3,0÷5,0 |
| ферротитан | 1,5÷3,0 |
| ферросилиций | 1,0÷2,0 |
| карбид бора | 0,6÷1,0 |
| кремнефтористый натрий | 0,5÷1,0 |
| железный порошок | 4,2÷18,7 |
| стальная оболочка | остальное |
www.findpatent.ru
Порошковая проволока — Википедия
К:ВП: Статьи без изображений (тип: )К:ВП: Статьи без изображений (указано в Викиданных)
Порошковая проволока — это трубчатая проволока, заполненная флюсом и металлическим порошком. Эту проволоку используют в процессе MIG/MAG — сварки. Проволока изготавливается из ленты путем холодного формования в U-образной форме с последующим наполнением флюсом или металлическим порошком. Затем проволока растягивается до нужного диаметра с помощью экструдера.
Виды порошковой проволоки[править]
Порошковая проволока классифицируется по основному назначению, способу применяемой защиты, возможности сварки в различных пространственных положениях, механическим свойствам,
Большинство порошковой проволоки, выпускаемой в России, предназначено для сварки низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей. Различают проволоку общего и специального назначения. К проволоке специального назначения относится проволока для сварки с принудительным формированием шва, подводной сварки, ванной сварки, сварки арматуры, автоматической сварки с принудительным формированием.
Требования к порошковой проволоке[править]
Порошковая проволока должна отвечать следующим требованиям: дуга легко возбуждаться и стабильно гореть; проволока плавиться равномерно и без чрезмерного разбрызгивания; образующийся при плавлении шлак равномерно покрывать поверхность шва и легко отделяться после охлаждения; сварной шов должен быть хорошо сформирован и не иметь дефектов сварных швов - пористости, трещин.
Эти требования характеризуют сварочно-технологические свойства сварочных материалов. Уровень сварочно-технологических свойств определяет возможность применения порошковой проволоки той или иной марки для сварки конструкции или изделия в конкретной обстановке. Сварочно-технологические свойства порошковой проволоки устанавливаются следующим образом. Стабильность горения дуги определяется при выполнении механизированной наплавки валика на пластину из низкоуглеродистой стали в нижнем положении без колебаний при среднем значении тока и напряжения, рекомендованного для выполнения данного типоразмера шва.
Зарубежные марки порошковой проволоки[править]
- E71TGS (AWS A5.20)
- E71T-1 (AWS A5.20)
wp.wiki-wiki.ru
Мир сваркиПорошковая проволока - Мир сварки
Порошковая проволока представляет собой тонкую стальную ленту, которая свернута трубочкой диаметром 2,5-5 миллиметров. Она применяется как альтернатива, потому что легированная проволока более дорогая.
Когда ее расплавляют, получается смесь из однородного сплава оболочки и порошка, главное условие это чтоб по химическому составу состав сплава по химическим свойствам был близок к основному металлу, тогда шов получится требуемого качества.
Следует сказать о том, как именно получается порошковая проволока, дело в том, что для этого используют специально разработанные технологии. Используют станок, на котором малоуглеродистая сталь способна сворачиваться в трубочку.
Полоска стали имеет толщину около 0,8 мм, ширину 15 мм, прокат холодный, также она мягкая. Одновременно со сворачиванием в трубку поступает тонкоразмолотый порошок, затем ее протягивают по калибровочным отверстиям, для изготовления которых использовались твердые сплавы. После того как проволока изготовилась, ее необходимо намотать на специальные барабаны, сворачивая в бухту и она считается готовой. Наплавка, где применяется данное изделие, может быть как автоматическая, так и полуавтомат.
Станок для изготовления проволоки рассчитан на барабаны в количестве четыре штуки, с таким же количеством отверстий, но у каждого есть своя задача. Первый способствует сворачиванию стали, которая наполнена определенным количеством порошка, в трубку. 
В последующих барабанах трубки протягивают для того чтоб проволоку калибровать и прессовать порошок. Производство порошковой проволоки обходится в меньшие финансовые вложения, чем требует этого легированная проволока, а один станок может производить каждый день до 250 килограммов.
Теперь мы пришли к самому интересному, из чего же состоит порошковая проволока. Мы уже говорили, что ее основу составляет сталь, а что представляет собой порошок? Это железный порошок и ферросплавы, такие как, феррохром, феррованадий, ферровольфрам, ферромарганец, феррованадий и добавляют еще графит. Достаточно важно соблюдать определенное соотношение, которое зависит от того, какой марки сталь предстоит свариванию. Для наплавки с применением данной проволоки используют слой флюса, или же среду где используется углекислый газ. Считается, что ее применение способно повысить производительные способности сварочного процесса.
Похожие статьи
svarnou.ru
Порошковая проволока — Википедия
К:ВП: Статьи без изображений (тип: )К:ВП: Статьи без изображений (указано в Викиданных)
Порошковая проволока — это трубчатая проволока, заполненная флюсом и металлическим порошком. Эту проволоку используют в процессе MIG/MAG — сварки. Проволока изготавливается из ленты путем холодного формования в U-образной форме с последующим наполнением флюсом или металлическим порошком. Затем проволока растягивается до нужного диаметра с помощью экструдера.
Виды порошковой проволоки[править]
Порошковая проволока классифицируется по основному назначению, способу применяемой защиты, возможности сварки в различных пространственных положениях, механическим свойствам,
Большинство порошковой проволоки, выпускаемой в России, предназначено для сварки низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей. Различают проволоку общего и специального назначения. К проволоке специального назначения относится проволока для сварки с принудительным формированием шва, подводной сварки, ванной сварки, сварки арматуры, автоматической сварки с принудительным формированием.
Требования к порошковой проволоке[править]
Порошковая проволока должна отвечать следующим требованиям: дуга легко возбуждаться и стабильно гореть; проволока плавиться равномерно и без чрезмерного разбрызгивания; образующийся при плавлении шлак равномерно покрывать поверхность шва и легко отделяться после охлаждения; сварной шов должен быть хорошо сформирован и не иметь дефектов сварных швов - пористости, трещин.
Эти требования характеризуют сварочно-технологические свойства сварочных материалов. Уровень сварочно-технологических свойств определяет возможность применения порошковой проволоки той или иной марки для сварки конструкции или изделия в конкретной обстановке. Сварочно-технологические свойства порошковой проволоки устанавливаются следующим образом. Стабильность горения дуги определяется при выполнении механизированной наплавки валика на пластину из низкоуглеродистой стали в нижнем положении без колебаний при среднем значении тока и напряжения, рекомендованного для выполнения данного типоразмера шва.
Зарубежные марки порошковой проволоки[править]
- E71TGS (AWS A5.20)
- E71T-1 (AWS A5.20)
www.wikiznanie.ru
