Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

При создании новых сварочных материалов использовалось минеральное сырьё Дальневосточного региона, классифицируемое по своему влиянию на состав наплавленного металла как не легирующее.

Использовались: известняк Вяземского месторождения, гранит Корфовского карьера, мрамор и доломит месторождений, расположенных в Еврейской автономной области (таблица 2.2).

Для регулирования вязкости шлаковой ванны, очищения наплавляемого металла от вредных примесей, использовался плавиковошпатовый концентрат, выпускаемый Ярославским горнообогатительным комбинатом Приморского края, содержащий, масс, %: CaF₂ - 90,0; SiO₂ - 2,9; CaCO₃ - 2,9; S  0,10; P  0,01.

Таблица 2.2 - Состав минерального сырья

С целью разрушения органических флотоагентов порошок плавиково-шпатового концентрата прокаливался при температуре 550...600 ^оС.

Сыпучие и кусковые компоненты после дробления и сушки измельчались и разделялись на необходимые фракции по рекомендациям, изложенным в [8].

В качестве раскислителей сварочной ванны применялись широко используемые при производстве сварочно-наплавочных материалов ферросилиций, ферромарганец, а также высокоактивные по отношению к кислороду элементы – алюминий марки АПВ в виде порошка с химическим составом, масс, %: Al - 98,9; Fe - 0,3...0,5; Si - 0,2...0,4; Cu - 0,015; Mg - 0,05.

После дозировки компонентов в соответствии с рассчитанной рецептурой, сухая смесь шихты в течение часа подвергалась перемешиванию в смесителе типа "пьяная бочка". Электроды готовились методом окунания, с нанесением двух-трёх слоёв обмазки в зависимости от требуемой толщины. После подвяливания на воздухе (6…8час), проводилась сушка в печи при температуре 50 …60°С. Окончательная операция - прокалка, проводилась при температуре 380...400°С в течение часа. Учитывая высокую гигроскопичность электродов, перед использованием они подвергались термообработке при 380-400°С.

3 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ НА БАЗЕ МЕСТНОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ

3.1 Возможности создания новых сварочно-наплавочных

электродов из местного минерального сырья

При реализации технологических процессов электрической сварки плавлением температуры намного превосходят температуру плавки сталей в печах, что вызывает более интенсивные окислительно-восстановительные процессы на границе металл-шлак.

Шлаки представляют собой жидкие фазы сложного состава, которые находясь на поверхности расплавленного металла создают благоприятные предпосылки для перехода элементов из шлака в металл и наоборот. В зависимости от того, какой состав имеет шлаковая составляющая сварочной ванны, различные элементы могут или извлекаться из металла, связываясь в шлаке в устойчивые соединения, или диффундировать из шлака в жидкий металл.

Шлаковые составляющие делятся на кислотные окислы (SiO₂, TiO₂, ZrO₂, B₂O₃), основные (CaO, MgO, MnO, FeO, Na₂O, K₂O), амфотерные (Al₂O₃, Fe₂O₃) и нейтральные соли (CaF₂, Na₃AlF₆, KF, NaF, KCl, NaCl и др.). Если в шлаке превалируют кислые окислы, окислы основные будут связаны в силикаты или алюмосиликаты и их активность будет понижена, а избыточные кислые окислы будут вступать в химические реакции. В случае излишка в шлаке основных окислов, кислые окислы будут связаны в соли, а основные будут реагировать с металлом. Амфотерные окислы ведут себя как основные при наличии в шлаке большого количества кислых окислов и наоборот. [4,5,6,7]

Дальневосточный регион обладает сложным и разнообразным геологическим строением, которое обусловлено многоплановым геотектоническим развитием в течение длительного времени.

Среди структурных главнейших элементов выделяются: юго-восточная часть сибирской платформы; Монголо-Охотская складчатая область; Буреинский массив кристаллических пород; Сихотэ-Алиньская складчатая область; вулканогенные пояса (Восточно-Сихотэ-Алиньский); зоны (Хингано-Баджальская, Западно-Сихотэ-Алиньская и другие), а также наложенные прогибы Торомский, Буреинский, Верхне-Амгунский.

На юге Сибирской платформы (Учуро-Майский район) широко распро-странены терригено-карбонатные отложения: песчаники, мергели, известняки, доломиты. На южных склонах Становика широко развиты интрузии аляскитовых гранитов, многочисленные перматитовые жилы и проявления слюды. Вдоль юго-восточных и северо-западных склонов хребта Прибрежного выступают карбонатные породы девона (песчаники, доломиты, мергелистые и доломитизированные известняки).

В пределах Удского прогиба и Боконской впадины имеются большие запасы известняков, кремнистых сланцев, железных и марганцевых руд.

На восточной окраинной части Буреинского массива залегают значительные меловые отложения, а его основу по существу составляют палеозойские интрузии с гранитоидным и другими породами от ультраосновных до ультракислых [1,10,16,18,19,20,21], что весьма важно при производстве разнообразных сварочно-наплавочных материалов.

Дальний Восток занимает одну из ведущих позиций в добыче минерального сырья СНГ: олова, вольфрама, свинца, цинка, титана, бора, меди, графита, фосфора, железа и др. В целом, в регионе выявлено более 70 видов полезных ископаемых.

По запасам вольфрамовых руд Северный Сихотэ-Алинь является вторым в России. Здесь расположены два известных месторождения: «Восток-2» и «Лермонтовское». Руды этих месторождений наравне с высоким содержанием вольфрама имеют медь, фосфор, золото, серебро, серу.

Значительные запасы титансодержащих руд имеет Амурская область.

На юге Дальнего Востока располагаются крупнейшие оловорудные районы, а к разряду комплексных (со значительным содержанием меди, кобальта, серы, серебра, золота) относятся руды Южно-Алданского района.

В Приморском крае находится крупное месторождение борных руд в виде датолита и аксинита, содержащих до 16,5% В₂О₃.

В Аяно-Майском районе Хабаровского края разведаны запасы руд содержащих цирконий. Так, на Алгаминском месторождении получают концентрат, содержащий 52% ZrO₂, который представляет особый интерес для решения поставленных задач, так как цирконий, образуя устойчивые карбиды, нитриды, интерметаллиды, резко повышает при легировании сталей их физико-химические и эксплуатационные свойства.

В качестве шлако- и газообразующих, а так же для стабилизации процесса сварки в электродных покрытиях широко используются карбонатные породы: мел, известняк, мрамор, доломит и т.п. Регион располагает значительными запасами таких материалов, которые в настоящее время используются как строительный камень, для производства извести и цемента, для стекольной промышленности.

В Приморском крае действует одно из крупнейших в стране флюоритовых месторождений – Ярославское, расположено в 30 км от ст.Сибирцево ДВЖД. Флюорит используется в сварочном производстве в качестве добавки разжижающей шлак, восстановителя, для рафинирования металла.

Разведанное и доступное, сырьё в значительной степени соответствует требованиям нормативной документации [17-20], и может быть использовано для производства электродов как общего назначения, так и специальных, для получения наплавленных поверхностей с особыми свойствами.

Несмотря на богатейшие запасы минерального сырья на сегодняшний день Дальневосточный регион не обладает необходимой базой для его переработки и фактически является поставщиком вольфрамового, полиметаллического, борного, оловосодержащего и других видов сырья для западных регионов России и промышленно развитых стран. Образовать же такую базу в короткие сроки проблематично. Поэтому наиболее рациональным решением следует считать разработку простых технологий получения конструкционных, инструментальных, сварочно-наплавочных материалов непосредственно из вырабатываемого горнообогатительными комбинатами сырья, без его дополнительной затратной переработки и реализовывать эти технологии непосредственно на предприятиях потребителях или небольших специализированных, максимально приближенных к источникам сырья.

Таким образом, из отмеченного видно, что имеющееся в Дальневосточном экономическом районе сырьё даёт возможность производства сварочно-наплавочных флюсов и электродов как общего назначения, так и специальных для получения легированных наплавленных слоёв.

3.2 Формирование составов покрытий опытных электродов

Покрытия современных электродов представляют собой сложные многокомпонентные системы. И в этих системах каждый компонент выполняет свою задачу. Компоненты, входящие в состав покрытия в общем случае можно разделить на: шлакообразующие, газообразующие, раскислители, легирующие, стабилизирующие, пластификаторы и связующие. Но в электродном покрытии один и тот же компонент часто выполняет различные функции.

Шлакообразующие.

При своем плавлении в дуге образуют шлак, защищающий расплавленный металл от воздействия атмосферного воздуха, должен обеспечивать правильное формирование шва в различных пространственных положениях.

Взаимодействуя с расплавленным металлом, во многом определяет его свойства. В покрытиях электродов рассматриваемого вида к шлакообразующим можно отнести мрамор, известняк, мел, плавиковый шпат, гранит, кварцевый песок, полевой шпат.

Газообразующие.

Предназначены для защиты зоны сварки от атмосферного воздуха. В рассматриваемых покрытиях газовая защита построена на термическом разложении карбонатов (мрамор, известняк, мел - основной компонент СаСО₃) с выделением большого количества углекислого газа и оттеснении им атмосферного воздуха от зоны сварки.

Раскислители и легирующие.

Поскольку сварка покрытыми электродами происходит на открытом воздухе и без дополнительной защиты, то элементы входящие в состав стали (С, Si, Mn) окисляются и содержание их в металле падает. Чтобы предотвратить это явление, сохранить содержание в стали этих элементов в состав покрытия вводят раскислители. Как правило, это сплавы с железом Si, Mn, Ti, реже порошки чистых металлов. Данные элементы имеют большее сродство к кислороду, чем Fe и С, и окисляясь первыми предохраняют их от окисления. Если покрытие содержит раскислителей больше, чем необходимо, то эти элементы перейдут в наплавленный металл и пролегируют его. Легированием через покрытие можно получить металл любого состава, но потери легирующих элементов при этом сравнительно велики. Раскислители и легирующие вводятся в покрытие для снижения содержания кислорода в металле и для улучшения механических свойств.

Характеристики

Список файлов ВКР