Specialni dodajni materiali in elektrode
Special welding materials and electrodes
J. Rodič, K. Habijan, J. Dolenc, MIL-PP d.o.o., Ljubljana A. Rodič, Inštitut za kovinske materiale in tehnologije, Ljubljana D. Sikošek, SIKO-ŽJd.o.o. Jesenice LKos, K. Zalesnik, METAL, Ravne
Rezultat projekta je raz\>oj nove napredne tehnologije horizontalnega kontinuirnega litja (HKL) za štiri značilne skupine dodaj ni h materialov za varjenje:
-	palice sive litine
-palice zlitin na osnovi kobalta - stelitov
-	kolobarji žice čistega niklja in nikelj-kromove zlitine
-	kolobarji in palice zlitin na osnovi niklja in bakra.
Predsta\'ljena je inovativna tehnološka pot od horizontalnega kontinuirnega litja preko FUHR-ovega hladnega valjanja do konvencionalnega hladnega vlečenja z vmesno toplotno obdelavo.
Opravljene so bile sistematične raziskave strjevalnih struktur in mikrostruktur v toku tehnološkega procesa za optimiranje parametrov litja in doseganje zahtevanih lastnosti proizvodov.
Ključne besede: dodajni materiali, elektrode, horizontalno kontinuirno litje palic in žice, siva litina, posebne zlitine.
The result of the project was a development of new advanced technology of horizontal continuous casting (HCC) for four characteristic groups of welding materials:
-	rods of gray iron
-	rods of cobalt base alloys - stellites
-	coils of pure nickel and nickel-chromium wire
-	coils and rods of nickel and copper base alloys.
There is presented innovative technological procedure from horizontal continuous casting over FUHR 's system of cold rolling to conventional cold drawing with intermediate heat treatment.
Sistematic metalographic research of solidified structures and microstructures obtained during technological procedure was a base for optimizing of casting parameters and for achieving of requested properties of products.
Key words: welding materials, electrodes, horizontal continuous casting of rods and wire, gray iron, special alloys
1 Uvod
V okviru projekta smo s sofinanciranjem Ministrstva za znanost in tehnologijo i/, inovacijskega sklada razvili tudi novo zanimivo tehnološko pot v kombinaciji horizontalnega kontinuirnega litja kolobarjev, hladnega valjanja na Fuhr-ovi liniji m hladnega vlečenja z ustrezno vmesno
toplotno obdelavo.
Ta tehnologija je bila preizkušena na različnih zlitinah, od katerih predstavljamo najzanimivejšo Cu-Ni zlitino, poznano pod imenom MONEL 60 za gole žice m MONEL 190 za oplaščene elektrode.
Z raziskovalnim programom razvojnega projekta smo hoteli ugotoviti uporabnost in tehnološko-ekonomsko primernost nove tehnologije horizontalnega kontinuirnega litja (HKL) za proizvodnjo specialnih dodajnih materialov, ki smo jih razdelili v tri značilne skupine.
Za vsako skupino materialov smo izbrali tipične predstavnike in v nadaljevanju podajamo kratko predstavitev dosežkov projekta, ki gaje vodil J. Rodič.
2	Struktura projekta
Po raziskovanih materialih in razvoju proizvodov je bil projekt razdeljen na tri dele:
-	Elektrode sive litine
-	Zlitine na osnovi kobalta
-	Zlitine na osnovi niklja
Za predelavne zlitine je bil projekt še posebej usmerjen k razvoju nove tehnološke poti predelave.
3	Elektrode sive litine
Osvojena je HKL tehnologija celotnega asortimenta in ponudba je naslednja:
gole palice MILVAL O 4, 6, 8, 10 mm...........MIL-PP
oplaščene elektrode VAL O 4, 6, 8 mm .... SŽ-FIPROM-ELEKTRODE
Standardi: DIN 8573G FeC-1 AWS A5.15-82 RCI Kemrjska sestava: 3,30% C 3,50% Si 0,40% Mn Trdota vara je nad 200 HB.
Uporaba: Toplo plamensko in ročno obločno zvarjanje in navarjanje sive litine z lamelarnim grafitom, temprane litine in spajanje sive litine z jeklom.
Varjenec je potrebno pred gre vat i na 600-700° C in zagotoviti počasno ohlajanje.
4	Zlitine na osnovi kobalta
V toku triletnega projekta je bila uspešno osvojena tehnologija horizontalnega kontinuirnega litja kobaltovih zlitin - Stelitov.
Kakovost in zadovoljiva konkurenčnost je potrjena z izvozom v ZDA in 8 zapadnoevropskih držav.
Asortiment proizvodnega programa stelitnih dodajnih materialov za gole in oplaščene elektrode je naslednji:
5	Zlitine na osnovi niklja
5.1	Plastično predelavne zlitine
Za raziskave in razoj tehnologije je bila izbrana zlitina MONEL 60, kije z razmerjem 30% Cu-70%Ni tipičen predstavnik številne skupine zlitin od čistega niklja do zlitin z najrazličnejšimi dodatki drugih legirnrh elementov.
5.2	Plastično nepredelavne zlitine
To je skupina zlitin za navarjanje slojev odpornih proti obrabi na številne vrste orodij in konstrukcijskih delov.
Za raziskave smo izbrali zanimivo zlitino:
RNiCr-B 0,6% C 13% Cr 4% Si 4% Fe
3% B m ost. 75% Ni, kije zelo poznana zaradi ugodnih specifičnih lastnosti in se uporablja še v dveh variantah sestave.
6	Inovativna tehnološka pot za plastično predelavo HKL-žic plastično predelavnih zlitin
6.1 Posamezne faze tehnološke poti so:
1.	HORIZONTALNO KONTINUIRNO LITJE (HKL) <I> 8 mm v kolobarjih
2.	Sestavljanje kolobarjev s topim varjenjem
3.	ZAČETNA PLASTIČNA PREDELAVA S HLADNIM VLEČNIM VALJANJEM NA FUHR-ovi LINIJI OD O 8 mm na <t> 5,8 mm (brez predhodne toplotne obdelave lite žice)
MAKSIMALNA REDUKCIJA V ENEM HITREM PREHODU ZNAŠA ca. 47% IN JE UGODNO IZHODIŠČE ZA UČINKOVITO REKRISTALIZACIJO
4.	Previjanje kolobarjev s hladnim vlečenjem od <I> 5,8 mm na <t> 5,5 mm
5.	TOPLOTNA OBDELAVA ZA REKRISTALIZACIJO HLADNO VALJANE ŽICE V KOLOBARJIH
6.	KLASIČNO HLADNO VLEČENJE Z VMESNO REKRISTALIZACIJO IN FINALIZACIJO (individu-alno ali na industrijski kontinuirno žični liniji).
Dimenzije: O 3,2 - 4 - 5 - 6 - 6,4 - 8 mm	lito
O 2,0 -5- 3,0 mm	brušeno
Dolžine: 250 450 mm, 1 m, 2 m, 3 m, 4 m
Zlitine:	C%	Si%	Mn%	Cr%	Ni%	W%	Mo%	Co%
MILIT 6	1,25	1,4	0,5	28,5	1,2	4,75		61
MILIT 12	1,45	1,2		28,75	2	8,25	-	56
MILFOR 12	1,9	1,2	-	29	-	9	-	57
MILIT 1	2,5	1,2	0,5	30	2	13	0,5	50
MILIT 21	0,25	0,5	0,3	28	3	-	5,5	61
MILIT F	1,8	1,0	0,5	25	23	12	-	35
Kovinar - Jesenice
max 4-5m/sek
Zazeljena teza koluta nad 1000 kg
max 1700 kg
Stroj za topo varjenje
(D
Obešalo kolobarja
(D
Vodilo
© ©
I in II Dvojna FUHR-ova glava z valjavskimi diski
pod kotom 120°
©
Nanos praška na površino
© ®
Dvonadstropni^ Vodilo navijalno vlečni boben
Odstranjevalec škaje
Shema 1. Shema hladnega valjanja s FUHR-ovim sistemom Figure 1. Shematic of cold rolling vvith FUHR s system
® ®
® ®
Polagalec Navijalni zank žice kolut
po višini <+>
<3>
6.2 Shema Fuhrove vlečno-valjavske linije Možne so naslednje stopnje:
Varianta	Začetna	I. dvojna	H. dvojna	Minimalni
	dimenzija	glava	glava	končni premer
A	<t>8 mm	O 8 --> <5 7,1	O 7,1 O 5,8	05,8 mm
B	012 mm	012 -> d> 10	O 10 -» O 8	<J>8 mm
	08 mm	O 8 O 7,1	O 7,1 -> $5,8	05,8 mm
6.3 Preizkus tehnološke poti
Za preizkus celotne tehnološke poti smo izbrali zlitino MILMON 60 s sestavo:
0,03% C 1% Si 3,3% Mn 28% Cu 65% Ni 2% Ti 0,5% Al
Značilne mehanske lastnosti	Re N/mm2	Rm N/mm2	A%	Z%
HKL žica <E> 8 mm surova	380	540	38	38
Hladno valjana žica O 6 mm	720	810	12,5	48
Hladno valjana žica O 5,8 mm	-	900	2	22
Gašena 700°C	300	580	41	58
Gašena 1000°C	200	520	44	54
Za izvoz v ZDA smo izdelali industrijske količine golih elektrod MONEL 60 O 4 nun (5/32"), O 3,2 mm (1/8") in O 2,4 mm (3/32"), laboratorijsko pa so na Jesenicah izdelali tudi oplaščene elektrode MONEL 190 O 4 mm (5/32").
Začetno plastično predelavo s hladnim valjanjem surove HKL žice O 8 mm brez predhodne toplotne obdelave smo v industrijsko-proizvodnih pogojih uspešno preizkusili še z zlitinama INCONEL6OI m INCOLOV 135
INCONEL 601 s sestavo 0,03% C 0,3% Si 0,5% Mn 23,5% Cr 59,5% Ni 0,25% Ti 1,6% Al 14% Fe
INCOLOY 135 s sestavo 0,05% C 0,4% Si 2% Mn 29% Cr 36% Ni 3,75% Mo 1,8% Cu 26% Fe
7 Zaključek
Razvojne raziskave so izpolnile vsa pričakovanja m v toku projekta je bila kakovost novih proizvodov in tehnologije večkrat potrjena z izvozom na zahtevna zapadna tržišča.