порошковая проволока для наплавки открытой дугой деталей железнодорожного транспорта

Формула изобретения

Порошковая проволока для наплавки открытой дугой деталей железнодорожного транспорта, состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей рутиловый концентрат, ферромарганец, ферротитан, отличающаяся тем, что в состав шихты дополнительно введены мрамор, плавиковый шпат, алюминиевый порошок, ферросилиций и кремнефтористый натрий при следующем соотношении компонентов в ней, мас.%:

Мрамор	1-3
Рутиловый концентрат	3-5
Плавиковый шпат	3-5
Ферромарганец	0,3-1,0
Ферротитан	3-5
Ферросилиций	0,1-1,0
Алюминиевый порошок	0,1-0,8
Кремнефтористый натрий	0,3-1,0
Стальная оболочка	Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к составу порошковой проволоки, предназначенной для механизированной наплавки открытой дугой износостойкого слоя при восстановлении изделий и деталей железнодорожного транспорта, например колес, сцепок подвижного состава.

Известна порошковая проволока (А.с. СССР №288527, В 23 К 35/368, 1969 г.) с содержанием компонентов в следующем соотношении, мас.%:

мрамор - 1,7-2,4;

рутил - 4,8-6,4;

плавиковый шпат - 5,0-6,8;

ферромарганец - 0,9-1,2;

ферротитан - 1,4-2,0;

кремний - 0,4-0,6;

алюминиевый порошок - 1,8-2,2;

железный порошок - 16,0-21,0

лента - остальное

Известна порошковая проволока (А.с. СССР №505546, В 23 К 35/368, 1974 г.) с содержанием компонентов в следующем соотношении, мас.%:

мрамор - 1,5-2,5;

рутил - 4,8-7,5;

плавиковый шпат - 5,0-8,0;

ферромарганец - 1,0-1,5;

ферротитан - 1,5-2,5;

кремний - 0,4-0,7;

алюминиевый порошок - 1,6-2,4;

железный порошок - 15,0-20,0

лента - остальное

Наиболее близкой по назначению и достигаемому результату к заявляемой является порошковая проволока для наплавки открытой дугой слоя стали средней или повышенной твердости с составом шихты, содержащим компоненты в следующем соотношении, мас.%:

- флюоритовый концентрат	- 18,0-26,0;
- рутиловый концентрат	- 10,0-28,0;
- порошок молибденовый	- 2,0-3,5;
- ферротитан	- 8,0-12,0;
- феррохром	- 1,0-2,8;
- ферромарганец	- 7,0-12,0;
- сода кальцинированная	- 1,5-8,0;
- силикат кальция	- 2,0-4,8;
- железный порошок	остальное.

(патент №2225286, МПК В 23 К 35/368, опубл. 10.03.04).

Основными недостатками указанных составов порошковых проволок являются повышенная твердость наплавленного металла и склонность к порообразованию. Введение в состав порошковых проволок железного порошка способствовало возможности появления порообразования, увеличивало вес замеса шихты при производстве и стоимость порошковых проволок.

Технической задачей настоящего изобретения является создание самозащитной порошковой проволоки, обеспечивающей высокую производительность и низкую себестоимость при изготовлении, хорошие сварочно-технологические характеристики при наплавке, твердость наплавленного металла 220-280 HB, химсоставом наплавленного металла: углерод - не более 0,15%, марганец, кремний - 0,3-0,8%, титан - 0,2-0,6%, сера, фосфор - менее 0,04%.

Требуемые свойства порошковой проволоки получаются введением в состав шихты помимо рутилового концентрата, ферромарганца и ферротитана дополнительно мрамора, плавикового шпата, алюминиевого порошка, ферросилиция и кремнефтористого натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

мрамор	- 1-3;
рутиловый концентрат	- 3-5;
плавиковый шпат	- 3-5;
ферромарганец	- 0,3-1,0;
ферротитан	- 3-5;
ферросилиций	- 0,1-1,0;
алюминиевый порошок	- 0,1-0,8;
кремнефтористый натрий	- 0,3-1,0
стальная оболочка	- остальное

Технический результат достигается также за счет отказа от введение в состав шихты железного порошка, что позволяет в 1,5-2,0 раза снизить номинальный коэффициент заполнения, сократить вероятность появления порообразования в наплавленном металле. Снижение номинального коэффициента заполнения сокращает количество замесов шихты, необходимых для изготовления 1 т порошковой проволоки, увеличивает время беспрерывного волочения и обеспечивает снижение себестоимости продукции за счет разницы в цене железного порошка и ленты металлической марки 08пс, используемой в качестве оболочки. Сокращение числа замесов, необходимых для изготовления 1 т порошковой проволоки, позволяет снизить трудоемкость изготовления порошковой проволоки, что в конечном итоге также приводит к снижению себестоимости продукции.

Для изготовления порошковой проволоки диаметром 3,0 мм применяется лента из стали 08пс размером 0,8×15 мм, коэффициент заполнения проволоки 15-19%, конструкция однослойная.

Введение в состав мрамора в пределах 1-3%, рутилового концентрата и плавикового шпата в пределах 3-5% обеспечивает стабильную защиту дуги и ванны жидкого металла от атмосферного воздуха, введение в состав ферромарганца в пределах 0,3-1,0%, ферротитана в пределах 3-5% и ферросилиция в пределах 0,1-1,0% обеспечивает высокую износостойкость наплавленного металла в условиях трения металл-металл, обеспечивает требуемый его необходимый химсостав и твердость. Кремнефтористый натрий в пределах 0,3-1,0% резко сокращает вероятность порообразования в наплавленном металле.

Введение в состав шихты алюминия в количестве 0,1-0,8 позволяет обеспечить высокие сварочно-технологические свойства, хорошую растекаемость и отсутствие чешуйчатости наплавленного металла.

Примеры составов опытных проволок приведены в таблице.

Таблица
№ п/п	Состав шихты, % в проволоке	Состав №1	Состав №2	Состав №3	Состав №4	Состав №5
1.	Мрамор	1,2	3,0	1,0	1,0	2,5
2.	Рутиловый концентрат	4,0	3,4	4,5	4,0	4,5
3.	Флюорит	5,0	5,0	4,0	3,5	4,0
4.	Ферромарганец	0,5	0,4	0,8	0,5	0,4
5.	Ферротитан	3,5	4,0	5,0	4,5	4,0
6.	Ферросилиций	1,0	0,6	0,5	0,5	0,6
7.	Алюминиевый порошок	0,8	0,8	0,8	0,4	0,6
8.	Кремнефтористый натрий	1,0	0,8	0,8	0,6	0,4
9.	Коэффициент заполнения, %	17,0	18,0	18,0	15,0	17,0
10.	Твердость наплавленного металла, НВ	207	262	285	241	248
Химсостав наплавленного металла, %
1.	Углерод	0,10	0,09	0,11	0,10	0,11
2.	Марганец	0,48	0,42	0,83	0,44	0,43
3.	Кремний	0,76	0,65	0,57	0,41	0,39
4.	Титан	0,18	0,33	0,62	0,38	0,36
5.	Сера	0,020	0,021	0,018	0,019	0,020
6.	Фосфор	0,028	0,026	0,025	0,027	0,026

Все приведенные в таблице составы наплавлялись полуавтоматом без применения дополнительной защиты.

В наплавленном металле приведенных составов дефекты отсутствовали. Наилучшим составом, принятым в производство, является состав №5. Проволока с шихтой предлагаемого состава обеспечивает хорошую твердость наплавленного металла, отсутствие дефектов, низкую чешуйчатость наплавленного металла, с хорошим сплавлением с основным материалом.

Промышленное изготовление порошковой проволоки предложенного состава подтвердило снижение трудоемкости по сравнению с аналогичными проволоками подобного диаметра, что значительно сократило себестоимость изготовления продукции. При этом замечания от потребителя по сварочно-технологическим свойствам и стойкости наплавленного металла отсутствуют.