Композиция для изготовления электродного покрытия

(51) 23 35/365 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Технический результат изобретения - разработка состава композиции для изготовления электродного покрытия,обеспечивающего облегчение прессуемости электродов. Достигается это тем, что композиция для изготовления электродного покрытия, включающая компонент,содержащий карбонат кальция,плавиковый шпат, каолин, полевой шпат, рутилильменитовый концентрат,ферромарганец,ферросилиций, ферротитан, углекислый натрий и карбоксиметилцеллюлозу, отличающаяся тем, что в качестве компонента, содержащего карбонат кальция, используют известняк при следующем соотношении компонентов, мас.известняк 26-60 плавиковый шпат 8-40 каолин 2-10 полевой шпат 3-10 рутил-ильменитовый концентрат 5-17 ферромарганец 6-14 ферросилиций 5-13 ферротитан 2-12 углекислый натрий 0,1-1,2 карбоксиметилцеллюлоза 0,1-1,5.(72) Бишимбаев Валихан Козыкеевич Есимов Беген Омарович Абдурахманов Рустамбек Убайдуллаевич Айтуреев Мурат Жарылкасынович Абеков Канагат Умирбекович(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ(57) Изобретение относится к сварочному производству, в частности, к композициям для изготовления электродов, используемых для ручной дуговой сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей. 16623 Изобретение относится к сварочному производству, в частности, к композициям для изготовления электродов, используемых для ручной дуговой сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей. Известно электродное покрытие (А.с.1549706, В 23 К 35/365, 1990), используемое для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей, содержащее, мас.мрамор 14-16 плавиковый шпат 24-26 полевой шпат 3-5 ферромарганец 9-11 ферросилиций 4-6 ферротитан 4-6 поташ 0,5-1 двуокись титана остальное. Недостатком этого электродного покрытия является плохая прессуемость. Электроды с данным покрытием не обеспечивают получение сварных швов, обладающих при низких температурах высокой ударной вязкостью. Наиболее близким по составу компонентов к предлагаемому является электродное покрытие(Предпатент 10309, В 23 К 35/365, 2001),используемое для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей, содержащее, мас.мрамор 28-58 плавиковый шпат 8-42 ферромарганец 7-14 ферросилиций 6-13 ферротитан 3-14 углекислый натрий 0,2-1,5 рутил-ильменитовый концентрат 4-16 полевой шпат 2-10 каолин 3-11 карбоксиметилцеллюлоза 0,2-1,6. Данное электродное покрытие обеспечивает электродам хорошие сварочно-технологические свойства. Сварные швы, выполненные электродами с этим покрытием, обладают сравнительно высокими механическими характеристиками. Однако, данное электродное покрытие не обеспечивает достаточно легкого прессования электродов. Связано это очевидно с тем, что мрамор представляет собой метаморфическую породу с зернистой кристаллической структурой характерной кварцитам. В результате измельчения он образует зернистый сыпучий порошок с абразивной поверхностью и, как следствие, обладает низкой пластичностью. Технический результат изобретения - разработка состава композиции для изготовления электродного покрытия,обеспечивающего облегчение прессуемости электродов. Достигается это тем, что композиция для изготовления электродов для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей,включающее компонент, содержащий карбонат кальция, плавиковый шпат, каолин, полевой шпат,рутил-ильменитовый концентрат, ферромарганец,ферросилиций, ферротитан, углекислый натрий и карбоксиметилцеллюлозу, содержит в качестве 2 компонента, содержащего карбонат кальция, известняк при следующем соотношении компонентов, мас.известняк 26-60 плавиковый шпат 8-40 каолин 2-10 полевой шпат 3-10 рутил-ильменитовый концентрат 5-17 ферромарганец 6-14 ферросилиций 5-13 ферротитан 2-12 углекислый натрий 0,1-1,2 карбоксиметилцеллюлоза 0,1-1,5. В состав композиции известняк ввели для облегчения прессуемости электродов. Известняк, в отличие от мрамора,представляет собой органогенную породу и состоит в основном из скелетных остатков (раковин) вымерших морских животных. При измельчении известняк дает тонкодисперсный порошок и при замешивании в жидком стекле образует пластичную мокрую смесь,улучшающий работу электродообмазочного агрегата. Кроме того, известняк выполняет функции газообразующего,стабилизирующего и шлакообразующего компонента. Плавиковый шпат выполняет функции шлакообразующего компонента. Он способствует разжижению шлака и рафинированию жидкого металла сварочной ванны от водорода. Ферромарганец, ферросилиций и ферротитан выполняют функции раскисляющих и легирующих компонентов. Рутил-ильменитовый концентрат выполняет роль шлакообразующего компонента. Он способствует улучшению сварочнотехнологических свойств сварочных электродов. Полевой шпат выполняет функции шлакообразующего и стабилизирующего компонента. Каолин выполняет функции пластификатора и шлакообразующего компонента. Функции пластификаторов также выполняют углекислый натрий и карбоксиметилцеллюлоза. Углекислый натрий, кроме того, выполняет функции шлакообразующего, газообразующего и стабилизирующего компонента,а карбоксиметилцеллюлоза - роль связующего компонента. При приготовлении обмазочной массы компоненты композиции сушат и измельчают. Размер зерен должен находиться в пределах 40-200 мкм. Затем данную композицию замешивают в жидком калиевом,калиево-натриевом или натриевом стекле, имеющем плотность 1,3-1,5 г/см 3 и модуль 2,8-3,6. Количество жидкого стекла берется в пределах 18-32 к массе сухой шихты. Приготовленную мокрую смесь наносят на боковую поверхность металлического стержня методом прессования. Предварительную сушку(провяливание) опрессованных электродов осуществляют при температуре 40-70 С в течение 25-30 минут. После провяливания электроды прокаливают при температуре 370-430 С в течение 40-60 минут. В качестве материала стержня электродов использовали сварочную проволоку марки Св 08 А 16623 диаметром 4,0 мм. Внешний диаметр обмазки находился в пределах 6,2-6,3 мм. Сварку и наплавку производили на постоянном токе обратной полярности, используя пластины из стали марок Ст 3 и 12 ГС. Конкретные составы предлагаемой композиции и их свойства представлены в таблице. Легкость прессования оценивали по давлению прессования. Варьирование составом предлагаемой композиции при его разработке показало, что только при выдерживании содержания компонентов в заявляемых пределах обеспечиваются положительные показатели. Повышение в составе композиции содержания плавикового шпата, ферромарганца, ферросилиция,ферротитана, рутил-ильменитового концентрата и полевого шпата выше заявленных пределов приводит к увеличению давления прессования, т.е. к затруднению опрессовки электродов. К затруднению опрессовки электродов приводит также снижение содержания углекислого натрия,каолина, карбоксиметилцеллюлозы и известняка ниже заявленных пределов. Увеличение в составе композиции содержания углекислого натрия,каолина, п/п извест- мра- плавиняк мор ковый шпат 1 26 32 2 42 8 3 29 28 4 31 22 5 50 9 6 45 15 7 34 18 8 35 20 9 36 16 10 38 12 11 60 9 12 28 40 13 38 13 14 37 9 15 31 11 16 37 17 17 34 20 18 33 19 19 37 14 20 38 15 21 25 22 22 61 7 23 25 41 Прототип 28-58 8-42 карбоксиметилцеллюлозы и известняка выше заявленных пределов приводит к улучшению технологичности изготовления электродов. Однако при этом увеличивается гигроскопичность покрытия, снижается его термостойкость. Снижение в составе композиции содержания плавикового шпата, ферромарганца, ферросилиция,ферротитана, рутил-ильменитового концентрата и полевого шпата ниже заявленных пределов приводит к некоторому улучшению опрессовки электродов. Однако при этом ухудшаются другие характеристики сварочных электродов. Так,уменьшение содержания ферромарганца,ферросилиция и ферротитана приводит к ухудшению кроющей способности шлака,повышению вероятности образования пористости в наплавленном металле и снижению механических характеристик металла сварных швов. Уменьшение содержания в составе композиции плавикового шпата и рутил-ильменитового концентрата сопровождается ухудшением формирования металла швов и кроющей способности шлака. Снижение содержания в составе композиции полевого шпата приводит к снижению устойчивости горения сварочной дуги. Таблица Наименование компонентов, мас. као- поле- рутил-иль- ферро- ферро- ферролин вой менитовый марга- сили- титан шпат концентрат нец ций 7 4 8 7 10 5 9 5 9 8 12 6 2 6 10 9 8 7 5 3 16 5 13 4 8 7 5 7 6 7 3 8 10 6 9 3 4 5 11 10 5 11 6 6 7 12 11 2 4 9 6 8 12 8 5 4 12 11 7 10 3 5 6 7 6 3 4 4 6 6 7 4 10 6 13 9 8 5 8 10 8 11 9 6 7 6 17 9 10 7 5 7 9 14 6 4 6 5 7 8 13 6 5 8 6 7 8 12 8 7 8 8 9 7 7 5 9 9 10 5 5 5 16 7 8 11 1 7 6 7 6 4 5 5 7 8 5 3 3-11 2-10 4-16 7-14 6-13 3-14 Увеличение содержания плавикового шпата выше заявленного значения приводит к ухудшению устойчивости горения дуги и к чрезмерному разжижению расплавленного шлака. Повышение содержаний ферромарганца, ферросилиция и ферротитана сопровождается снижением пластических характеристик наплавленного металла. Таким образом, изменение пределов содержания любого из компонентов заявляемого состава композиции приводит к ухудшению свойств сварочных электродов. 3 16623 Предлагаемый состав композиции сообщает электродам высокие сварочно-технологические свойства, а именно- дуга легко возбуждается и стабильно горит покрытие плавится равномерно,без чрезмерного разбрызгивания, отваливания кусков и образования чехла или козырька- образующийся при сварке шлак обеспечивает правильное формирование валиков шва, легко удаляется после охлаждения- в металле шва отсутствуют трещины, надрывы и поры- электродами возможна сварка на постоянном токе обратной полярности во всех пространственных положениях, включая нижнее,горизонтальное, вертикальное снизу вверх. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Композиция для изготовления электродного покрытия, включающая компонент, содержащий карбонат кальция, плавиковый шпат, каолин,полевой шпат, рутил-ильменитовый концентрат,ферромарганец,ферросилиций,ферротитан,углекислый натрий и карбоксиметилцеллюлозу,отличающийся тем, что в качестве компонента,содержащего карбонат кальция, используют известняк при следующем соотношении компонентов, мас.известняк 26-60 плавиковый шпат 8-40 каолин 2-10 полевой шпат 3-10 рутил-ильменитовый концентрат 5-17 ферромарганец 6-14 ферросилиций 5-13 ферротитан 2-12 углекислый натрий 0,1-1,2 карбоксиметилцеллюлоза 0,1-1,5.