Состав покрытия электрода

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Авторы Астрейко Людмила Александровна Игнатович Зоя Владимировна Олешкевич Дмитрий Аннатольевич Никитина Алла Сергеевна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) Состав покрытия электрода, содержащий мрамор, ферросилиций, ферромарганец,плавиковый шпат и слюду, отличающийся тем, что дополнительно содержит кварцевый песок и комплексную лигатуру, включающую хром и молибден, при следующем соотношении ингредиентов, мас.мрамор 45-55 ферросилиций 2-8 ферромарганец 2-8 плавиковый шпат 10-20 слюда 5-10 кварцевый песок 2-8 комплексная лигатура 10-20. Изобретение относится к области ручной дуговой сварки, в частности к электродам для сварки конструкций из низколегированных теплоустойчивых сталей. Для сварки низколегированных теплоустойчивых сталей используются электроды с основным типом покрытия, содержащие в составе покрытия мрамор и плавиковый шпат. Для улучшения механических свойств наплавленного металла к вышеуказанным компонентам добавляют легирующие элементы (,и др.) и ферросплавы. Применение комплексных лигатур позволяет повысить предел текучести и предел прочности металла шва. Путем уменьшения содержания чистых легирующих элементов стремятся снизить себестоимость электродов. Из известных наиболее близким по технической сущности, принятым за прототип, является электрод с покрытием 1, содержащим (мас. ) мрамор 24,0-32,0 плавиковый шпат 10,0-18,0 двуокись титана 1,5-7,0 глинозем 3,0-7,0 13609 1 2010.10.30 слюда 0,5-3,0 железный порошок 23,0-35,0 марганец 2,0-5,0 ферротитан 5,0-10,0 ферросилиций 2,0-6,0 хром 2,0-5,0 молибден 2,0-5,0. Главным недостатком электрода с известным покрытием являются недостаточные сварочно-технологические свойства электрода. Электроды обладают достаточно низкой технологичностью, высокой стоимостью. Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в улучшении сварочнотехнологических свойств, технологичности изготовления электрода, снижении стоимости. Технический результат достигается тем, что состав покрытия электрода, содержащий мрамор, ферросилиций, ферромарганец, плавиковый шпат и слюду, дополнительно содержит кварцевый песок и комплексную лигатуру при следующем соотношении ингредиентов (мас. ) ферросилиций 2,0-8,0 ферромарганец 2,0-8,0 мрамор 45,0-55,0 плавиковый шпат 10,0-20,0 комплексная лигатура 10,0-20,0 кварцевый песок 2,0-8,0 слюда 5,0-10,0. Введение ферросилиция и ферромарганца в покрытие обеспечивает как раскисление,так и легирование наплавленного металла. Ферромарганец, при содержании в покрытии менее 2,0 мас. , обеспечивает только раскисление. Введение ферромарганца в покрытие в количестве, превышающем 8,0 мас. , не обеспечивает требуемый химический состав наплавленного металла. Введение слюды и кварцевого песка улучшает опрессовку электродов. Эти компоненты являются и дополнительным шлакообразующим элементом. Содержание кварцевого песка в покрытии менее 2,0 мас.является недостаточным для улучшения прессуемости покрытия и не обеспечивает необходимого количества шлаковой фазы. Содержание кварцевого песка более 8,0 мас.не влияет на улучшение процесса опрессовки и ухудшает процесс шлакообразования. Содержание шлакообразующих компонентов (плавикового шпата, мрамора) покрытия выбрано в пределах, обеспечивающих минимальную температуру плавления шлаковой фазы и необходимую газовую защиту при сварке и наплавке. Изменение содержания указанных компонентов вне указанных пределов изменяет их равновесный баланс и приводит как к резкому повышению температуры плавления, так и нарушению вязкости и величины поверхностного натяжения на границе шлак-металл. Комплексная лигатура в заданных пределах от 10,0 до 20,0 мас.позволяет обеспечить необходимые механические свойства наплавленного металла, повысить производительность сварки, улучшить отделимость шлаковой корки. В состав комплексной лигатуры входят хром, молибден. Использование комплексного компонента позволяет увеличить количество переходящего в состав наплавленного металла легирующего компонента, снизив этим стоимость покрытия электрода. Электрод изготавливают следующим образом. Покрытие на стержень из стали Св-08 наносили методом опрессовки на лабораторном электродообмазочном прессе модели ПО 0030. В качестве связующего использовали калиево-натриевое жидкое стекло. 2 13609 1 2010.10.30 Были изготовлены и испытаны электроды различных составов, представленные в табл. 1. Испытания сварочно-технологических свойств электродов проводили в соответствии с ГОСТ 9466-75. Полученные результаты представлены в табл. 2. Таблица 1 Состав покрытия электрода (мас. ) Номер и состав покрытия электрода Компонент 1 2 3 4 5 Прототип Мрамор 66,0 53,0 54,0 50,0 40,0 25,0 Ферромарганец 10,0 5,0 5,5 5,0 2,0 3,0 Ферросилиций 2,0 5,0 5,5 7,0 9,0 5,0 Ферротитан 7,0 Плавиковый шпат 10,0 17,0 10,0 15,0 9,0 14,0 Слюда 5,0 6,0 5,0 8,0 4,0 1,5 Двуокись титана 4,5 Глинозем 5,0 Железный порошок 29,0 Хром 3,0 Молибден 3,0 Кварцевый песок 2,0 4,0 5,0 3,0 1,0 Комплексная лигатура 5,0 10,0 15,0 12,0 35,0 Оптимальные параметры сварочно-технологических свойств и высокая технологичность изготовления электродов достигнуты для вариантов составов 2, 3 и 4. Составы 1 и 5 выходят за пределы оптимальных соотношений компонентов, т.е. ниже нижнего и выше верхнего пределов, что приводит к ухудшению образования шлаковой корки, увеличению степени разбрызгивания, снижению устойчивости горения дуги. Из приведенных результатов следует, что оптимальные составы обеспечивают легкое ведение процесса сварки, минимальное разбрызгивание металла, отсутствие пор в наплавленном металле. Кроме того, электроды обеспечивают улучшение технологичности изготовления, снижение себестоимости изготовления электродов за счет исключения из состава чистых компонентов (или дорогостоящих ферросплавов). Таблица 2 Сварочно-технологические свойства электродов СварочноСостав покрытия электрода технологические 1 2 3 4 5 Прототип свойства Возбуждение дуги неудовлегкое легкое легкое легкое легкое летвор. Горение дуги неустой- устойчи- устойчи- устойчи- неустойустойчивое чивое вое вое вое чивое Степень разбрызги- миниминиминиминисредняя средняя вания мальная мальная мальная мальная Формирование шва Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4