CC BY
9
В1СНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХН1ЧНОГО УН1ВЕРСИТЕТУ 2000 р. Вип. №10
УДК 621.791..927.5 , , „ . 3
Чигарев В.В., Кондратов К.А., Макаренко Н.А.
ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ НАПЛАВЛЕННОГО СЛОЯ К ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ ПРИ PLASMA-MIG НАПЛАВКЕ
Рассматривается возможность повышения стойкости наплавленных пресс-форм путем снижения в наплавленном слое неметаллических включений. С этой целью авторами предложено вводить в качестве неметаллической составляющей сердечника порошковой проволоки смесь хлорной меди и хлористого калия.
Проводились исследования по повышению стойкости пресс-форм путем снижения количества неметаллических включений в наплавленном металле. В качестве неметаллической составляющей в состав сердечника порошковой проволоки вводилась смесь хлорной меди и хлористого калия в количестве 15 % от массы шихты. Оболочка порошковой проволоки изготавливалась из никелевого сплава НТО. Вводимая смесь содержала 78% хлорной меди и имела температуру плавления 460 К.
Технология изготовления порошковой проволоки предусматривает после ее волочения прокалку [1,2] в течение двух часов при температуре 500 - 530 К с целью удаления технологической смазки. При прокалке происходит распад хлорной меди
CuCl2->CuCl+0.5CL. (1)
Выделяющийся атомарный хлор очень активен и реагирует с окислами, находящимися на поверхности частиц порошка, переводя их в легкоплавкие оксихлориды. Расплав хлористой меди и хлористого калия способен растворять окислы металлов, при этом с более активными металлами хлористая медь реагирует по реакции типа
ЗСиС1 + А1-»ЗСи+ А1С1з (2)
Выделяющаяся медь оседает на поверхности частиц порошка и препятствует их дальнейшему растворению. Выделяющиеся хлориды многих металлов (А1С13, TiC 14 и др.) при температурах, близких к 500 К, газообразны и легко удаляются. Хлориды не оказывают на дугу контрагирующего действия в такой степени, как фтористые соединения, кроме того хлористый калий способствует снижению глубины проплавлення основного металла. Длительность воздействия (2 ч) расплава солей на поверхность частиц порошка позволяет эффективно удалять окислы с их поверхностей еще до плавления порошковой проволоки, что предотвращает попадание окислов в сварочную ванну. Эффективность воздействия расплава солей на поверхность металлов определяли путем измерения потери веса образцов, отнесенной к площади поверхности ( A m/s) , после его выдержки в расплаве солей при температуре 500 К в течение 0,5; 1 и 2 ч. Результаты представлены на рисунке.
Как видно из рисунка, основная потеря веса образца наблюдается в первые полчаса обработки, в течение последующего времени потеря веса образца незначительна, за исключениям ниобия, для которого зависимость потери веса образца пропорциональна времени его обработки. Это свидетельствует о том, что за исключением ниобия, исследованные металлы довольно быстро теряют оксидную пленку на своей поверхности, при этом растворение самих металлов в расплаве солей незначительно.
1111 ТУ, д-р техн. наук, проф. 21И 'ГУ, специалист 3 ДГМА, канд. техн. наук, ассистент
Дм в»
Рис. 1 Кинетика растворения различных металлов в жидком флюсе 1 - железо; 2 - титан; 3 - хром; 4 - молибден; 5 -ниобий; 6 - вольфрам; 7 - алюминий,
8 -никель; 9 - ферросилиций
Визуально установлено, что металлы, менее активные, чем медь (хром, молибден, вольфрам), после погружения в расплав имеют блестящую поверхность белого цвета, более активные металлы покрываются тонким слоем меди (алюминий, титан, железо).
Металлографический анализ показал, что металл, наплавленный способом Р1азта-МЮ наплавкой порошковой проволокой с 15 % смеси хлорной меди и хлористого калия, имел
0. 08 % площади неметаллических включений; металл, наплавленный порошковой проволокой с 15 % плавикового шпата, - 0,15 %, а металл, наплавленный порошковой проволокой без металлической составляющей, - 0,27 %.
Выводы
1. Введение в состав шихты порошковой проволоки легкоплавкой смеси хлорной меди и хлористого калия позволяет уменьшить количество неметаллических включений в наплавленном металле, повысить стойкость наплавленных пресс-форм.
2. При прокалке порошковой проволоки расплав хлорной меди и хлористого калия удаляет окислы с поверхности частиц порошка сердечника.
3. Расплав хлорной меди и хлористого калия не растворяет металлы, за исключением ниобия.
Перечень ссылок
1 Порошковые проволоки для электродуговой сварки. / И.К Походня, АМ. Суптель, В.Н. Шлепаков и др. - К.: Паук, думка, 1980. - 180 с.
2 Хасуй А., Моригаки О. Наплавка и напыление. - М.: Машиностроение, 1985. - 239 с.
Чигарев Валерий Васильевич. Д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой МиТСП (ПГТУ), окончил Мариупольский металлургический институт в 1969 г. Основные направления научных исследований - прикладные и теоретические проблемы создания электродных материалов для дуговой наплавки с улучшенным комплексом служебных свойств, технологических процессов их изготовления.
Кондратов Константин Александрович. Специалист кафедры МиТСП (ПГТУ). Окончил Славянский государственный педагогический институт в 1991. Основное направление научных исследований - разработка наплавочных материалов. *
Макаренко Наталья Алексеевна. Ассистент кафедры ОиТСП (ДГМА). Окончила Краматорский индустриальный институт в 1983. Основные направления научных исследований - плазменная наплавка с аксиальной подачей порошковой проволоки и разработка порошковых проволок.
