Файл: Фрумин Е.И. Нагрев стали в синтетических шлаках.pdf

поверхности стальных изделий. Попадание NaCl (из ванны подогрева) в ванну окончательного нагрева снижает темпе­ ратуру плавления расплава, летучесть расплава увеличи­ вается. При этом нарушается точность показаний радиаци­ онного пирометра. При несоответствии температуры закал­ ки установленным требованиям резко ухудшается качество термообработки инструмента.

Таблица 23

Результаты сравнительной проверки методом фольги обезуглерожива­ ющей способности существующего (с подогревом в солях) и нового (с подогревом в шлаке) способов нагрева быстрорежущих сталей

*Через 4 ч после раскисления ванны.

Вслучае применения в ванне подогрева в качестве жид­ кого теплоносителя синтетического боратного шлака АН-ШТ 1 исключается первый подогрев (в печи) за счет некоторого уменьшения коэффициента теплоотдачи рас­ плава шлаков по сравнению с расплавом солей. Благодаря достаточной вязкости и отличной смачивающей способнос­ ти расплавленные шлаки надежно защищают нагреваемый инструмент от окисления и обезуглероживания в процессе переноса из ванны предварительного в ванну окончательно­

го нагрева. Пленка стекла, состоящего в основном из В 2 0 3 , надежно предохраняет поверхность быстрорежущей стали от обезуглероживания и разъедания.

116

Предлагаемый способ прошел успешную промышленную проверку, результаты приведены в табл. 23.

Твердость в деталях в обоих случаях была одинаковой. При испытании в ванне предварительного подогрева шлака АН-ШТ1 не было отмечено ни одного случая разъедания де­ талей. При тех же условиях имели место случаи разъедания деталей, проходящих предварительный подогрев в галоид­ ных солях. При длительном использовании расплава боратных шлаков для предварительного подогрева быстроре­ жущей стали в ванне окончательного нагрева может собраться избыточное количество шлака. В таком случае расплавы расслаиваются. Находящийся сверху шлак можно легко скачать; количество В 2 0 3 , растворяющегося в ВаС12, не превышает 3—3,5%.

Применение синтетических шлаков в качестве теплоно­ сителей при пайке и наплавке. Н. К. Бизик провел опыты по пайке велосипедных рам с использованием шлака АН-ШТ1 в качестве теплоносителя и флюса. Припоем служила ла­ тунь Л62. По сравнению с пайкой в соляной ванне, синте­

смачиванию соединяемых поверхностей достигается более полное и надежное проникание припоя в зазоры, чем при пайке в соляной ванне.

В. П. Субботовский и В. Б. Еремеев провели исследо­ вания по печной наплавке с использованием в качестве флю­ сов шлакоз АН-ШТ1 и АН-ШТ2. В камерной печи произво­ дился нагрев изделий с засыпанным в полость либо на по­ верхность изделия наплавочным порошком, смешанным со шлаком. При повышении температуры вначале плавился шлак. Он растворял окислы железа, хрома, затем под слоем шлака плавился присадочный металл. В качестве такового использовался наплавочный порошок типа ХН80СР2 с тем­ пературой плавления 1050° С. При этом происходило рафи­ нирование наплавленного металла, очищение его от окис­ лов. Вследствие более высокой плотности металлического

сплава расплавленные капли опускались на дно по­ лости, хорошо смачивали основной металл и в результате достигалось надежное сплавление с основой. После направ­ ленной кристаллизации были получены детали с плотным износостойким слоем на дне труднодоступной полости. Таким способом в Институте электросварки была наплавле­ на партия корпусов паровой арматуры малых проходов, которая была испытана в производственных условиях с хорошими результатами.

Использование шлака при наплавке жидким присадоч­ ным металлом. Наплавка жидким присадочным металлом — высокопроизводительный процесс. Жидкий металл зали­ вается непосредственно на наплавляемую поверхность де­ тали, помещенной в литейную форму, определяющую конфигурацию и объем наплавки.При этом сама деталь долж­ на быть подогрета до достаточно высокой температуры; например, сталь под наплавку высокопрочным чугуном подогревается до 1200—1250° С (подогрев производится на воздухе токами высокой частоты).

Практическое осуществление такого способа наплавки возможно только при. обеспечении надежной'защиты по­ верхности изделия от окисления в процессе нагрева. При­ меняемые флюсы (шлаки) должны образовывать плотную не­ проницаемую для кислорода пленку, активно смачивающую поверхность стали. Жидкотекучесть флюса должна быть высокой, чтобы он легко смывался заливаемым расплавлен­ ным металлом. В качестве защитных покрытий и флюсов

и др. Для защиты от окисления при армировании шарошек буровых долот И. И. Фрумцн, И. К. Походня и И. В. Кирдо применяли переплавленную смесь буры и борного ангидри­ да, а в качестве связки использовали лак № 302 [91]. Лак,

118

печной сушки, изготовленный из смеси тунгового и под­ солнечного масла с резинатом кальция (или их заменителей), обладает рядом ценных свойств, которые позволяют исполь­ зовать его в качестве связки. Лак № 302 легко разбавляется керосином или уайт-спиритом до нужной консистенции; температура вспышки лака весьма высока.

ки Si02 позволяют повысить вязкость шлака и получить пленку достаточной толщины.

В результате изучения вязкости и поверхностных свой­ ств систем на основе борного ангидрида в институте элек­ тросварки им. Е. О. Патона разработан флюс АН-Ш200, который может быть использован в качестве основы защит­ ного покрытия [93]. Добавки активных фторидов обеспе­ чили плотность пленки, уменьшили ее проницаемость кислородом и повысили растекаемость. Химический состав флюса (шлака) должен быть следующим, % весовых: 21—24 Na2 0; 1,0—2,8 К 2 0; 1,2—2,8 Zr02 ; 0,8—2,8 F2 o 6 u ,; 2,2—4,2

Si02 ; не более 0,5 (Fe,03 + Cr2 03 ); не более 0,3 А12 03 и

остальное В 2 0 3 .

На рис. 73 показано изменение кислородопроницаемости флюса АН-Ш200 и флюсов, описанных в работах [30, 43]. Составы исследуемых флюсов приведены в табл. 24.

Таблица 24

Составы исследованных флюсов

Хотя вязкость, например, флюса (шлака) АН-Ш200 (№ 1) ниже вязкости борного ангидрида, кислородопроницаемость этого флюса меньше. Можно предположить, что плот-

120