DE2011498A1

DE2011498A1 - Electrode for hard surfacing

Info

Publication number: DE2011498A1
Application number: DE19702011498
Authority: DE
Inventors: Wladimir Iwanowitsch; Waxin Mqisei Isaakowitsch; Kotow Konstantin Iwanowitsch; Dnepropetrowsk Siwak (Sowjetunion). M
Original assignee: DNEPROPETROWSKY METALL SAWOD I
Current assignee: DNEPROPETROWSKY METALL SAWOD I
Priority date: 1970-03-11
Filing date: 1970-03-11
Publication date: 1971-09-23

Abstract

Electrode, esp. suitable for hard-surfacing parts of metallurgical appts. or other machines, consists of a core made from Cr3C2 with Ni as a binder, and an envelope made from (in pbw.): marble 35 - 45, fluorspar 25 - 35, ferromanganese 4 - 7, Al powder 8 - 12, graphite 3 - 5, sodium water glass 30 - 35, and in addition ferrochrome 8 - 12 (to compensate for Cr losses during the welding) and K2CO3 2 - 3 (to stabilize the electric arc).

Description

ELEKTRODE ZUR AUFTRAGSCHWEIßUNG Die vorliegende Erfindung betrifft Auftragschweißwerkstoffe, insbesondere Elektroden zur Auftragschweißung der Werkstückoberflächen. DEPOSITION WELDING ELECTRODE The present invention relates to Overlay welding materials, in particular electrodes for overlay welding of the workpiece surfaces.

Die Erfindung wird besonders erfolgreich zur Auftragschweißung der Oberfläche von Werkstücken benutzt, die bei Hochtemperaturen (oberhalb 500°C) unter Abriebverschleiß und unter Erosion im Gasmedium betrieben werden, z.B. The invention is particularly successful for surfacing the Surface of workpieces used, which at high temperatures (above 500 ° C) below Abrasion wear and operated under erosion in the gas medium, e.g.

von Unterglocken und Pfannen bei Begichtungsvorrichtungen und Oberglocken sowie Trichtern bei Hochofen-Schichtverteilern.of lower bells and pans for filling devices and upper bells as well as hoppers in blast furnace layer distributors.

Jedoch kann die Erfindung in gleicher Weise auch zur Auftragschweißung von Werkstücken wie z.B. Ventilen, Verschlüssen u.a. benutzt werden.However, the invention can also be used for surfacing in the same way be used by workpieces such as valves, closures, etc.

Es sind Elektroden zur Auftragschweißung von Werkstückoberflächen bekannt, die einen Kern aus einer auf der Basis von Chromkarbid mit Nickelbinder hergestellten Legierung enthalten und einen leantl, der Marmor, Flßspat, Ferromangan, Aluminiumpulver und Graphit als Bestandteile seiner Zusammensetzung enthält (siehe z.B. den Aufsatz "Neue Elektroden für verschleißfeste Auftragschweißung" in der Zeitschrift t'Der Schweißbetrieb" Nr. ö, Seite 22, 1966, Moskau, in Russisch). They are electrodes for overlay welding of workpiece surfaces known to have a core made of a chromium carbide-based with a nickel binder made alloy and contain a leantl, the marble, fluorspar, ferromanganese, Contains aluminum powder and graphite as components of its composition (see E.g. the article "New electrodes for wear-resistant build-up welding" in the Journal t'Der Schweißbetrieb "No. ö, page 22, 1966, Moscow, in Russian).

Bei der Auftragschweißung erfolgt das Ausbrennen der Einzelbestandteile des Elektrodenmantels, z.B. von Chrom, wodurch die chemische Zusammensetzung und die Güte der aufgeschweißten Schicht verschlechtert werden. Deshalb muß die Zusammensetzung des Elektrodenmantels solche Bestandteile, die die ausgebrannten Substanzen ersetzen, enthalten. Bei den bekannten Elektroden sind solche Bestandteile nicht vorhanden. During build-up welding, the individual components are burned out of the electrode jacket, e.g. of chromium, whereby the chemical composition and the quality of the welded-on layer can be deteriorated. Therefore the composition must the electrode sheath contains those components that replace the burnt-out substances, contain. Such components are not present in the known electrodes.

Außerdem ist zur Erzeugung einer qualitätsgerechten Auftragschweißschicht ein stabiler Lichtbogen besonders wichtig. In addition, it is necessary to produce a high-quality build-up welding layer a stable arc is particularly important.

Dazu ist die Verwendung von Bestandteilen im iantel erforderlich, die das Brennen des Lichtbogens stabilisieren. Die bekannter Elektroden gewährleisten solche Brennverhältnisse nicht.This requires the use of components in the jacket, which stabilize the burning of the arc. Ensure the known electrodes such burning conditions do not.

Es sind auch Elektroden bekannt, deren Kerne aus Sormai-Legierung (eine Hartlegierung auf Fe-Grundlage mit hohem C-und Cr-Gehalt) gegossen sind und bei denen die Mantelzusammensetzung Marmor, Flußspat, Ferromangan und Aluminiumpulver als Bestandteile enthält. Mit diesen Elektroden erhält man eine Auftragschweißschicht, die bei lkehteaperaturen über 5000C unter Abriebverschleiß sowie unter Erosion im Gasmedium keinen sicheren Betrieb der Werkstücke gewährleistet. Electrodes are also known whose cores are made of Sormai alloy (an Fe-based hard alloy with a high C and Cr content) are cast and in which the shell composition is marble, fluorspar, ferromanganese and aluminum powder contains as components. With these electrodes a build-up welding layer is obtained, those at leaking temperatures over 5000C with abrasion wear as well as with erosion in the Gas medium does not guarantee safe operation of the workpieces.

Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrundegelegt, eine Elektrode zur Auftragschweißung von Werkstückoberflächen mit ein solchen Mantel zu entwickeln, daß sie die Ausführung einer Auftragschweißschicht gewährleistet, mit der die Werkstücke bei Temperaturen oberhalb 5000C unter Abriebverschleiß und Erosion im Gasmedium betrieben werdenkönnen und den Werk stücken Oxydationsbeständigkeit bei Ilochtemperaturen verliehen wird und daß diese Elektrodeein stabiles Brennen des Itichtbogens sichert sowie ausgezeichnete technologische- bzw. Schweißeigenschaften aufweist. The invention was based on the object of providing an electrode for To develop overlay welding of workpiece surfaces with such a jacket, that it ensures the execution of a hardfacing layer with which the workpieces at temperatures above 5000C with abrasion wear and erosion in the gas medium can be operated and the work pieces are resistant to oxidation at ilochet temperatures and that this electrode ensures a stable burning of the arc as well as has excellent technological and welding properties.

Die gestellte Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß an der zur Äuftragschweißung von Werkstückoberflächen bestimmten Elektrode, die einen Kern aus einer auf der Basis von Chromkarbid mit Nickelbinder hergestellten Legierung darstellt und mit einem Mantel, der Marmor, Fluaspat, Ferromangan, Alurniniumpulver und Graphit als Bestandteile enthält, erfindungsgemäß zusätzlich Ferrochrom und Pottasche in die Mantelzusammensetzung eingeführt werden. The problem posed was achieved by the fact that on the surface welding of workpiece surfaces determined electrode, which has a core from a on the Base of chromium carbide with nickel binder made alloy and with a coat made of marble, fluaspat, ferromanganese, aluminum powder and graphite as Contains ingredients according to the invention additionally ferrochrome and potash in the Coat composition to be introduced.

Die Einführung von zusätzlichen Bestandteilen und zwar von Ferrochrom sichert den erforderlichen Chromgehalt in der Auftragschweißschicht, hält den Anteil der chromkarbide aufrecht und ersetzt den Chromgehalt, der bei der Auftragschweißung zum Teil ausbrennt; die Pottasche verbessert die Stabilität des Lichtbogens und hebt damit wesentlich die Güte der Auftragschweißschicht. The introduction of additional components, namely ferrochrome ensures the required chromium content in the build-up welding layer, maintains the proportion the chromium carbide upright and replaces the chromium content that occurs during surfacing partially burns out; the potash improves the stability of the arc and thus significantly increases the quality of the build-up weld layer.

Gemäß der Erfindung beträgt die eingeführte Ferrochrom~ menge von d bis 12%, bezogen auf das Gewicht des Gemisches der trockenen Mantelbestandteile , die Pottaschemenge beträgt von 2 bis 3%, bezogen auf das Gewicht dieses Gemisches, dabei nimmt man die anderen Mantelbestandteile in folgendem Verhältnis (in %): bRa:rmor 35-45; Flußspat 25-35; Ferromangan 4-7 AluminiuF-pulver 8-12; Graphit 3-5; flüssiges Natron-Wasserglas 30-35%, bezogen auf das Gewicht dieses Gemisches. According to the invention, the amount of ferrochromium introduced is d to 12% based on the weight of the mixture of dry shell ingredients , the amount of potash is from 2 to 3%, based on the weight of this mixture, the other sheath components are used in the following ratio (in%): bRa: rmor 35-45; Fluorspar 25-35; Ferromanganese 4-7 aluminum powder 8-12; Graphite 3-5; liquid Soda water glass 30-35%, based on the weight of this mixture.

Durch eine solche Zusammensetzung des Mantelgemisches ist die M;rzeugung einer dichten Auftragschweißschicht ohne Poren und Lunker und das Vorhandensein einer maximalen Menge von Trichromdikarbiden (Cr3C2) in dieser Schicht gesichert. Such a composition of the jacket mixture creates the result a dense build-up welding layer without pores and voids and the presence a maximum amount of trichrome dicarbides (Cr3C2) secured in this layer.

Zum besseren Verstehen der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel angeführt. For a better understanding of the invention, an exemplary embodiment is given below cited.

Die Elektrode zum Auftragschweißen von Werkstückoberflächenenthält einen Kernstab, auf dessen Oberfläche ein Überzug aufgetragen ist. The electrode for overlay welding of workpiece surfaces contains a core rod with a coating applied to its surface.

Der Elektrodenstab ist aus einem hochschmelzenden Hartsintermetall auf der Basis von Trichromdikarbid mit Xtickelbinder (Cr3C2 - 85%, Ni - 15%) gefertigt. The electrode rod is made of a high-melting hard sintered metal made on the basis of trichrome dicarbide with Xtickelbinder (Cr3C2 - 85%, Ni - 15%).

Die Zusammensetzung des Elektrodenmantels besteht aus folgenden Bestandteilen, die in Prozenten, bezogen auf das Gewicht des Trockenbestandteilegemisches ~ angegeben eine: marmor als schlackenbildendes Mittel s 35 bis 45%; Flußspat als - Flußmittel 25 bis 35So; Graphit als Desoxydationsmittel 3 bis 5%; Ferromangan, als Legierungs- und Desoxydationsmittel 4 bis 7%; Berrochrom als Legierungs-Zuschlagstoff 8 bis 12%; Aluminiumpulver als Desoxydationsmittel . 8 bis 12%; Pottasche als Ionisationsmittel 2 bis 3% und flüssiges Wasserglas als Binde- und Ionisationsmittel 30 bis 35%, wobei Pottasche und Wasserglas, bezogen auf das Gewicht des Trockengemisches genommen werden. The composition of the electrode jacket consists of the following components, those given in percentages based on the weight of the dry constituent mixture ~ one: marble as a slag-forming agent s 35 to 45%; Fluorspar as - flux 25 to 35Sun; Graphite as a deoxidizer 3 to 5%; Ferromanganese, as an alloy and deoxidizer 4 to 7%; Berrochrom as alloy additive 8 bis 12%; Aluminum powder as a deoxidizer. 8 to 12%; Potash as an ionizing agent 2 to 3% and liquid water glass as binding and ionizing agent 30 to 35%, whereby Potash and water glass taken based on the weight of the dry mix will.

Die Ferrochrommenge ist so angenommen, damit der erforderliche Chromgehalt in der Auftragschweißschicht gesichert wird, die Chromkarbide quantitativ erhalten bleiben und auch damit der Ohromgehalt ersetzt wird, der bei der Auftragschweißung ausbrennt, Die Einführung von Ferrochrom in einer Menge von oberhalb 12% kann einen überflüssigen Gehalt der aufgeschweißten Schicht an Chrom verursachen und somit die Sprödigkeit dieser Schicht vergrößern. The amount of ferrochrome is assumed to have the required chromium content is secured in the hardfacing layer, the chromium carbides are obtained quantitatively remain and thus the Ohrom content is replaced, which in the cladding burns out, the introduction of ferrochrome in an amount above 12% can cause a cause unnecessary content of chromium in the welded layer and thus increase the brittleness of this layer.

Die Pottaschemenge ist so angenommen, daß die Stabilität des Lichtbogens ß verbessert und somit die Güte der Auftragschweißschicht wesentlich erhöht wird. The amount of potash is assumed that the stability of the arc ß improved and thus the quality of the build-up weld layer is essential is increased.

Die Einführung von Pottasche in einer Menge von oberhalb 3 % verursacht eine Vergrößerung der Mantelhygroskopizität, wodurch die technologischen- und Schweiaeigenschaften der Elektrode verschlechtert werden.The introduction of potash in an amount above 3% caused an increase in jacket hygroscopicity, which improves the technological and welding properties of the electrode will be deteriorated.

In der Tabelle 1 sind Auführungsbeispiele der Elektroden angeführt. Table 1 shows examples of the electrodes.

Tabelle 1 Kern aus einer I serin aus einer Bestandteile des Gemisches I Legierung, die 1 legierung, die für den Elektrodenmantel t zu 85% aus I zu 70% aus ! Cr@C@ und zu I Cr3C2 und zu 1 15% aus Ni be- 1 30% aus Ni be- I steht, % I steht, % 1 1 2 1 3 Elektrodenmarmor 35 45 Elektroden-Flußspat 30 28 Graphit silber 5 3 Kohlenstoffarmes Ferroman- gan 7 5 Kohlenstoffhaltiges Ferro- chrom 12 9 Aluminiumpulver 11 10 Kaliumkarbonat (Pottasche), bezogen auf das Gewicht des Trockengemisches 2 2,5 1 ! 2 ! 3 Gewöhnliches Natriumsilikat für Elektroden-Lösung, bezogen auf das Gewicht des Trockengemisches der anderen Bestandteile 35 35 Der Mantel wird durch Eintauchen in einer 0,7 mm dicken Schicht auf den Kern aufgetragen. Dann werden die Elektroden während 16-20 Stunden bei 18-20°C getrocknet und dann 1-1,5 Stunden lang bei 300-3200C geglüht.Table 1 Core from an I serine from a Components of the mixture I alloy, the 1 alloy, the for the electrode jacket t 85% off I 70% off ! Cr @ C @ and to I Cr3C2 and to 1 15% from Ni be 1 30% from Ni be I stands,% I stands,% 1 1 2 1 3 Electrode marble 35 45 Electrode fluorspar 30 28 Graphite silver 5 3 Low Carbon Ferroman gan 7 5 Carbonaceous ferrous chrome 12 9 Aluminum powder 11 10 Potassium carbonate (potash), based on weight of the dry mix 2 2.5 1 ! 2! 3 Ordinary sodium silicate for electrode solution, based on the weight of the dry mixture of the other ingredients 35 35 The sheath is applied to the core by immersion in a 0.7 mm thick layer. Then the electrodes are dried for 16-20 hours at 18-20 ° C and then annealed for 1-1.5 hours at 300-3200C.

Die Iantelschichtstärke von 0, 7 mm gewährleistet ein solches Verhältnis zwischen blantel- und Kerngewicht, das ein leichtes Aufschwimmen der Schlacke während der Auftragschweißung und gleichzeitig die Bildung eines dichten Schlackenüberzugs der aufgeschweißten Schicht begunstigt. The jacket layer thickness of 0.7 mm ensures such a ratio between blank and core weight, which allows the slag to float slightly during the overlay welding and at the same time the formation of a dense slag coating favors the welded-on layer.

Die erfindungsgemäßen Elektroden werden besonders erfolgreich für die Auftragschweißung der Unterglocken und Pfannen von Begichtungsvorrichtungen sowie der Oberglocken und Trichter von Hochofen-Schichtverteilern benutzt. The electrodes of the invention are particularly successful for the overlay welding of the lower bells and pans of filling devices as well as the bell bells and funnels of blast furnace layer distributors.

In der Tabelle 2 sind die Vergleichsdaten der Metallei-genschaften der Auftragschweißschicht unter Anwendung der bereits bekannten Elektroden und des erfindungsgemäßen Elektrode angegeben. Table 2 shows the comparative data for the metal properties the overlay welding layer using the already known Electrodes and the electrode according to the invention specified.

Tabelle 2 Eigenschaften !Schweißgut er- ! Schweißgut er- halten durch 1 halten durch I bereits bekan- 1 die ertindungs- ! nte Elektro- ! gemäße Elektro- ! den mit Sormait ! de ! -Stäben ! Abriebfestigkeit I Drei- bis vier- mal höher Härte in kaltem Zustand 48 ... 54 HRc 54 ... 63 HRc Härte in Heißzustand 154 HB 41 ... 45 HRe bei Erwärmung auf 800°C Urechnung in HRo nicht vor- handen Die erfindungsgemäßen Elektroden weisen gute technologische- und Schweißeigenschaften auf, gewährleisten die Erzeugung einer poren- und lunkerfreien dichten Auftragsschweißschicht, die gut an Stahl, Kupfer, Bronze und andere Metalle schweißbar ist und ermöglichen es, die Auftragschweißung einer Schicht auf dem Schlackenüberzug ohne schichtweise Reinigung der Schlacke durchzufüren.Table 2 Properties! Weld metal! Weld metal hold through 1 hold through I already knew 1 the original ! nte electrical! appropriate electrical ! the one with Sormait! de ! -Sticks! Abrasion resistance I three to four times higher Hardness in cold condition 48 ... 54 HRc 54 ... 63 HRc Hardness in hot condition 154 HB 41 ... 45 HRe when heated to 800 ° C conversion in HRo not before- act The electrodes according to the invention have good technological and welding properties, ensure the creation of a pore-free and void-free, dense build-up weld layer that can be welded well to steel, copper, bronze and other metals and make it possible to build-up a layer on the slag coating without cleaning the layer by layer To carry out slag.

Das durch diese Elektroden erzeugte Schweißgut erhält die Struktur und die Eigenschaften der auf der Basis von Trichromdikarbid mit Nickelbinder (Cr3C2 - 85%, Ni - 15%) hergestellten Legierung vollständig aufrecht, d.h. die hohe Abriebfestigkeit, hohe Härte- und Oxydationsbeständigkeit bei Hochtemperaturen. The weld metal produced by these electrodes maintains the structure and the properties of the trichrome dicarbide-based with nickel binder (Cr3C2 - 85%, Ni - 15%) made alloy completely upright, i.e. the high abrasion resistance, high hardness and oxidation resistance at high temperatures.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E:

1. Electrode for overlay welding of the workpiece surfaces that a core made of one made on the basis of trichrome dicarbide with a nickel binder Alloy and a coat, consisting of marble, blußspat, ferromanganese, liuminium powder and graphite, which contains ferrochrome and potash are additionally introduced into the jacket composition.

2. Electrode according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c Note that the ferrochrome is in a close range of 8 to 12% based on weight of the mixture of dry shell ingredients, and potash from 2 to 3% on the weight of this mixture.

3. Electrode according to claim 1 and 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the remaining components of the electrode jacket can be found in the following Ratios (in%) based on the weight of the mixture of dry ingredients takes: marble 35-45%; Fluorspar 25-35%; Ferromanganese 4-7%; Aluminum powder 8-12%; Graphite 3-5%, liquid soda water glass 30 »35%, based on the weight of this Mixture.

4. Application of the electrode according to claims 1-3 for surfacing the lower bells and pans of the filling devices and upper bells and Hopper of blast furnace layer distributors.