Диплом (1191854), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Компания Castolin(Кастолин) разработала самозащитнуюсварочную проволоку TeroMatec 4923 с уникальными характеристиками.Наплавленный слой этой проволокой одинаково хорошо противостоитабразивному износу и сильным ударам. Типичное применение данногоматериала это молотки дробилок, била, ударные планки и т.д. Дело в том, чтопри наплавке формируется уникальная микроструктура с мельчайшими ультратвердыми частицами карбидов титана с твердостью 2000-3200HV, равномернораспределенных в хромо-мартенситной матрице.
При этом твердость матрицысоставляет 58HRC. Наплавленный слой не растрескивается, практическиотсутствует перемешивание с материалом основы. Кроме того, самозащитнаянаплавочная проволока не требует дополнительных защитных газов, чтоновыйкомпактныйпереносной полуавтомат XuperMig 2500, которыйотличается небольшим весом 22кг, возможностью работы со стандартнымикатушками и сварочным током до 250А. Так что, сфера применения длявозможности применения в ремонтных задачах вне оборудованных участков.обуславливает ее применение как для автоматической наплавки, так и дляПодп.
и датаВзам. инв. №самозащитных наплавочных проволок значительно расширяется за счетИнв. № дубл.Подп. и датазначительно облегчает работу с ней. Компания Castolin (Кастолин) выпустилаСреди недорогих наплавочных самозащитных проволок выступает Teromatec4601. Проволока выпускается диаметром 1,2мм, 1,6мм, 2,4мм, 2,8мм, чторучных полуавтоматов, а так же и в современных переносных полуавтоматах.Наплавленный слой отличается отличной стойкостью к абразивному износу вусловиях сильного давления и имеет ряд особенностей.
Наплавленный слой это высокохромистый гиперэвтектический сплав чугуна с твердостью матрицы60HRC. дополнительноеИнв. № подпнаплавленномслоелегирование бором привело к тому, чтообразуютсясложныекарбиды(Сг,ДП 23.05.01 00 00 00 ПЗЛи Изм.т№ докум.Подп.ДатаFе)7С3всЛист22микротвердостью 1200-1600, что вполне достаточно для эффективной защитыот воздействия большинства минеральных частиц.В случае, когда деталь подвергается экстремальному износу минеральнымичастицами, особенно имеющими острые режущие грани, применяют электродыEutecDur N6070 с превосходными абразивостойкими характеристиками.
Сплав,полученный на основе электродов EutecDur N6070 имеет высочайшуютвердость порядка 920-1110 HВ и высокую плотность ультратвердых сложныхкарбидов.Задача выбора наплавочного сплава и технологии его объемной наплавки нарабочие поверхности зубьев ковшей карьерных экскаваторов и им подобныхдеталей осложняется недостаточным объемом информации по сплавам,работающимвусловияхдоминантымикрорезаниявсочетаниисразупрочняющим действием факторов, свойственных ударно-абразивномуизнашиванию.
Для ее решения необходима разработка принципиально новыхметодик испытаний наплавленного металла и наблюдения за процессамиПодп. и датаИнв. № дубл.Взам. инв. №Подп. и датаформирования первичной микроструктуры.1.4 Обоснование восстановления элементов рабочих органовземлеройных машин наплавочными электродами на основебадделеитового концентрата из местного минерального сырьяВыбор способа восстановления деталей определяется сокращением затрат наматериалы и снижением стоимости работ, связанных с устранением дефектов,предшествующих механической обработке, технологичностью ремонтногопроцесса,выборомнаплавочныхматериалов,конкретнымиусловиямиремонтного производства и требованиями к восстанавливаемой детали.Российскиепроизводителипокрытыхметаллическихэлектродовсталкиваются с хроническим дефицитом основных и вспомогательныхсырьевых материалов, входящих в состав электродных покрытий.
ПоставщикиИнв. № подпсырья, находящиеся за пределами РФ, в определенной степени определяютДП 23.05.01 00 00 00 ПЗЛи Изм.т№ докум.Подп.ДатаЛист23политикувэлектродномпроизводстве.Всвязисэтимпоявиласьнеобходимость изучения региональных сырьевых ресурсов как эффективногосредства минимизации затрат на производство сварочных материалов.В зависимости от функционального назначения химический состав покрытийсварочныхэлектродовразнообразенитребуетстрогоговыполненияопределенных условия в части рецептуры. Замена традиционного сырья насырье, полученное из других месторождения, является сложной научнотехническойзадачей,требующейдополнительныхэкспериментальныхисследований и модельных испытаний по определению составов сварочныхматериалов, формированию на их основе новых рецептур.
Присутствиеразличных примесей в минеральном сырье значительно усложняет решение.Использование традиционных фазовых диаграмм состояния неметаллическихвеществ для оценки и расчета шлаковой системы затруднительно, посколькуони не дают полной оценки химического состава, тем не менее экспериментальное изучение упрощенных систем дает необходимые данные длясоставаэлектродногопокрытиякрайнезатруднениз-заегомногокомпонентности, недостаточной устойчивости ряда реакций в экспериментах, необходимости проведения большого числа опытных испытаний.настоящеевремясварочныеэлектродысоздаютсянаосновеэкспериментального поиска оптимальной композиции, что требует много вре-которые позволяют сократить трудоемкость их разработки.
Одним из таких ме-Подп. и датаВзам. инв. №ВИнв. № дубл.Подп. и датаполучения термодинамических характеристик. Экспериментальный подбормени для получения сварочного материала с требуемыми свойствами. Поэтомуинтенсивно развиваются расчетные методы построения электродных покрытий,тодовявляетсякомпьютерноетермодинамическоемоделирование,позволяющее исследовать равновесие многокомпонентных систем.
Быласоздана термодинамическая модель электродного покрытия на основебадделеитового концентрата с использованием программного комплекса "Селектор", разработанного в лаборатории физико-химического моделированияИнв. № подпИнститута геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН, который предназначенДП 23.05.01 00 00 00 ПЗЛи Изм.т№ докум.Подп.ДатаЛист24для расчетов сложных химических равновесий в системах, когда число фаз,потенциально возможных в равновесии, превышает число независимыхкомпонентов. Среди потенциально возможных в равновесии и в решении фазмогут одновременно присутствовать смесь газов, минералы в виде твердыхрастворов и однокомпонентных фаз, расплавы и плазма.В качестве объекта исследований выбран наплавочный электрод АНП-13(ТУ-1272-035-01124328-96), предназначенный для восстановления деталей иузлов машин для земляных работ. Электрод АНП-13 состоит из стержня из низкоуглеродистой проволоки и покрытия, содержащего следующие компоненты(%): мрамор 10—18, рутил 12—17, плавиковый шпат 4—8, полевой шпат 2,5—4,5, ферромарганец 5,5—7,5, ферросилиций 3,2—5, алюминиево-магниевыйпорошок 0,3—1, органические пластификаторы 1—1,9, феррохром 0,6—1,1,феррованадий 0,05—0,15, железный порошок 50—60.ОпытныеэлектродыизготовлялисьнаосновеминеральногосырьяДальневосточного региона и должны были соответствовать свойствамкачестве компонентов-заменителей использовали: бадделеитовый концентрат(месторождение«Алгона»),брусит(Кульдурскийбруситовыйрудник),плавиковый шпат (флюорит) (Гусевское месторождение фарфорового камня врайоне),графит(союзноеместорождение«Тополихинскийучасток», Еврейская АО, Октябрьский район).1800—2500 °С.
В соответствии со спецификой металлургии сварочных про-Инв. № подпПодп. и датаВзам. инв. №ХасанскомИнв. № дубл.Подп. и датанаплавленного металла, получаемого при наплавке электродами АНП-13. ВПроцесс плавления компонентов электродного покрытия и металлическогостержня в термодинамической модели рассматривали в интервале температурцессов были заданы параметры подвижности каждого компонента в газовой,шлаковой фазе и в расплаве. Сопоставление результатов термодинамическихрасчетов химического состава наплавленного металла и шлаков представлены втабл. 1.ДП 23.05.01 00 00 00 ПЗЛи Изм.т№ докум.Подп.ДатаЛист25Таблица 1 – Результаты термодинамического моделированияСодержание, %МаркаэлектродовCaOAl2O3SiO2ZrO2Fe2O3MgOFeOАНП-1321,25,328,04-5,31,06-Опытный образец5,61,531434,67,40,4В результате термодинамического моделирования установлено, что опытныеэлектроды по сравнению с АНП-13 характеризуется более низким содержаниемСО2 и увеличенным содержанием оксидов железа в шлаковой фазе.
По даннымтермодинамического моделирования плавления шлаковых систем АНП-13 иопытного электрода в интервале температур 1800—2500 °С установлено, чтополное расплавление компонентов электродного покрытия и металлическогостержня происходит при температуре 1800 °С; в интервале температур 1800—2000 °С содержание оксидов железа в шлаковой фазе остается практически безТакимобразом,приувеличениитемпературыпроисходитинтенсивный переход железа из металла в шлак. Следовательно, прикачественной газошлаковой защите и введении достаточного количества расметалле можно оптимизировать.током обратной полярности на режиме: I = 130 А.
Скорость наплавки около 8Подп. и датаВзам. инв. №кислителей процесс снижения содержания оксидов железа в наплавленномИнв. № дубл.Подп. и датаизменения.В целях проверки сварочно-технологических характеристик полученныхэлектродов изготовлена опытная партия. Наплавка выполнялась постояннымм/ч.Приэтомоценивалисьсварочно-технологическиесвойствасогласнотребованиям РД 03-613-03. Испытаниями установлено, что у опытных электродов хорошая отделимость шлаковой корки (без усилий), формирование швахорошее, формирование поверхности валика мелкочешуйчатое, разбрызгиваниеИнв.
№ подпнезначительное, пор в процессе наплавки не обнаружено. ТвердостьДП 23.05.01 00 00 00 ПЗЛи Изм.т№ докум.Подп.ДатаЛист26наплавленногометаллаопытныхобразцовпревосходиттвердостьнаплавленного металла электродами АНП-13, что делает выбор в пользупокрытий на основе бадделеитового концентрата, и дальнейшее внедрение впроизводство.Таблица 2 – Механические характеристики наплавленного металлаЭлектродТвердостьПределПределОтносительноеОтносительноеУдарнаянаплавленноготекучести,прочности,удлинение, %сужение, %вязкость,металла, НВМПаМПаОпытный498-512990,6120313,236,4120,4АНП-13260-296960,8108612,634,5112,4РезультатыДж/см2эксплуатационнойпроверкипоказаливысокуюработоспособность деталей, восстановленных опытными электродами.Таким образом, разработанный способ расчета состава компонентовплавления сварочных электродов, основанный на минимизации свободнойпозволяетэффективноибезсущественныхзатратнаэкспериментальные исследования подбирать оптимальный качественный иколичественный состав шихты.Термодинамическое моделирование сварочных процессов, протекающих ввысокотемпературных интервалах, методом минимизации термодинамическихпотенциалов, в отличие от других расчетных методов, основанных на константах равновесия химических реакций, позволяет определять наплавлениепротекания процессов в сварочной ванне, с высокой точностью оцениватьравновесный состав гетерогенной системы газ – шлак – металл.Инв.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
