Verfahren zur Herstellung gesinterter Schweisselektroden Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung gesinterter Schweisselektroden, die im Bruch eine Randzone und eine Kernzone erkennen lassen, wobei der Sinterungsgrad der Randzone höher als der Sinterungsgrad der Kernzone ist, durch Sin tern einer Mischung, die Eisenpulver und ferner chrom- haltige Metallpulver oder Metallkarbidpulver enthält.
Bei solchen Auftragungen ist die Neigung zur Grobkornbildung praktisch nicht beeinflussbar, wenn gegossene oder in üblicher Weise gesinterte Schweiss stäbe zur Verwendung kommen.
Beispielsweise sind gesinterte Schweisselektroden zum Auftragen von Hartmetallegierungen aus einem oder mehreren der Karbide der Metalle der 4. bis 6. Gruppe des periodischen Systems und aus einem oder mehreren der Metalle der Eisengruppe bekannt, die zur Gewährleistung der erforderlichen elektrischen Leitfähigkeit für den Schweissstrom eine Randzone mit einem hohen Sinterungsgrad und eine Kernzone mit einem vergleichsweise niedrigeren Sinterungsgrad aufweisen.
Durch Vermeidung eines übermässigen Sin- terungsgrades im Elektrodenkern soll einer Misch kristallbildung unter Beteiligung von Hilfsmetallkar- biden beim Durchführen der Auftragung entgegen gewirkt werden.
Solche Elektroden, die in üblicher Weise durch Pressen der Pulvermischung und durch Sintern in Wasserstoff bei Temperaturen zwischen 1300 und 1400 C durch etwa 11/2 Stunden hergestellt werden, ergeben dann grobkörnige und damit minderwertige Auftragungen, wenn überwiegend aus Eisenpulver und aus Chromkarbidpulver oder aus Chrompulver und aus Kohlenstoff bestehende Pulvergemische ver arbeitet werden.
Nach einem älteren, jedoch nicht zum Stande der Technik gehörenden Verfahren können sehr feinkör- nige und hochwertige Auftragungen bei Benützung der Gasschmelzschweissung dann erhalten werden, wenn Schweissstäbe Verwendung finden, die aus feinst- gemahlenen Pulvern bestehen und die unter Vermei dung eines Sintervorganges nach einem Strangpres sen zu Stäben mit Hilfe von anorganischen Bindemit teln lediglich getrocknet wurden.
Es wäre jedoch in vielen Fällen wünschenswert, für den gleichen Zweck, also zur Auftragung ver schleissfester, feinkörniger, chromhaltiger und über wiegend aus Eisen bestehender Legierungen, die elek trische Lichtbogenschweissung benützen zu können.
Hierfür geeignete Elektroden standen aber bisher nicht zur Verfügung. Sie müssten zur Verschweissung mit dem elektrischen Lichtbogen in üblicher Weise eine derart gute elektrische Leitfähigkeit haben, wie sie nur bei gegossenen oder gesinterten Elektroden vorhanden sind. Solche Elektroden haben aber den Nachteil, dass sie grobkörnige und damit minderwer tige Auftragungen ergeben.
Erfindungsgemäss können nun die bestehenden Schwierigkeiten mit gesinterten Schweisselektroden überwunden werden, indem erfindungsgemäss die Pulvermischung unter Benützung von anorganischen Bindemitteln zu Stäben stranggepresst und diese Stäbe bei Temperaturen zwischen 1100 und 1200 C wäh rend 1 bis 3 Stunden in reduzierender Atmosphäre gesintert werden.
Derart hergestellte Elektroden lassen im Bruch eine Randzone und eine Kernzone erkennen, wobei der Sinterungsgrad der Randzone höher als der Sin- terungsgrad der Kernzone ist. Die Randzone dieser Elektroden gewährleistet hierbei die für den Schweiss strom erforderliche elektrische Leitfähigkeit, während der Sinterungsgrad der Kernzone so niedrig sein kann, dass eine störende Grobkornbildung, wie sie bei in üblicher Weise gesinterten Schweisselektroden beob achtet wird, unterbleibt.
Bei Verwendung derartiger Schweisselektroden für die übliche elektrische Lichtbogenschweissung ist es zweckmässig, eine an sich bekannte Ummantelung, vorzugsweise eine kalkbasische Ummantelung, vor zusehen.
Selbstverständlich können die erfindungsgemäss hergestellten Schweisselektroden auch für andere Schweissverfahren, insbesondere für die üblichen Schutzgasschweissverfahren, benützt werden.
Beim Sintern können mit Vorteil leicht entkoh- lend wirkende Einbettungsmittel zur Anwendung kommen, durch welche der überschüssige Kohlen stoff in der Randzone der Schweisselektroden schnel ler abgebaut und dadurch die Sinterung der Rand zone erleichtert wird. Besonders geeignete Einbet tungsmittel sind hochschmelzende Metalloxyde wie z. B. MgO oder A1203.
Beispielsweise wurden zur Herstellung von Elek troden mit 4 mm Durchmesser, deren Schweissgut etwa 13% Cr und etwa 21/1o C enthalten sollte, 20 Teile Ferrochrom mit 66% Cr, 6% C, Rest im wesent lichen Eisen mit 79,5 Teilen Eisenpulver mit 0,4 C und mit 0,5 Teilen Russ gemeinsam vermahlen. Die hierdurch erhaltene Pulvermischung wurde mit Wasserglas als Bindemittel zu Stäben stranggepresst. Nach Trock nung der Stäbe wurden diese in Wasserstoff bei 1150 C während 2 Stunden gesintert. Als leicht ent- kohlend wirkendes Einbettmittel beim Sintern wurde MgO verwendet.
Nach dem Sintern zeigten diese Stäbe im Bruch eine etwa 1 mm dicke, sehr weit gehend gesinterte Randzone und verhielten sich im kalkbasischen ummantelten Zustand bei Verwendung als Elektroden für die Lichtbogenschweissung voll kommen einwandfrei. Das Schweissgut dieser Elek troden war ausserordentlich feinkörnig.
Process for the production of sintered welding electrodes The subject of the invention is a process for the production of sintered welding electrodes which reveal an edge zone and a core zone in the fracture, the degree of sintering of the edge zone being higher than the degree of sintering of the core zone by sintering a mixture, the iron powder and furthermore contains chromium-containing metal powder or metal carbide powder.
In such applications, the tendency to form coarse grains can practically not be influenced if cast or conventionally sintered welding rods are used.
For example, sintered welding electrodes for applying hard metal alloys made of one or more of the carbides of the metals of the 4th to 6th group of the periodic table and of one or more of the metals of the iron group are known which have an edge zone to ensure the required electrical conductivity for the welding current have a high degree of sintering and a core zone with a comparatively lower degree of sintering.
By avoiding an excessive degree of sintering in the electrode core, mixed crystal formation with the participation of auxiliary metal carbides is to be counteracted when the application is carried out.
Such electrodes, which are produced in the usual way by pressing the powder mixture and by sintering in hydrogen at temperatures between 1300 and 1400 C for about 11/2 hours, then result in coarse-grained and thus inferior coatings, if mainly from iron powder and from chromium carbide powder or from chromium powder and powder mixtures consisting of carbon are processed.
According to an older, but not state-of-the-art process, very fine-grained and high-quality deposits can be obtained using gas fusion welding if welding rods are used that consist of finely ground powders and that avoid sintering after extrusion sen to rods with the help of inorganic binders were simply dried.
In many cases, however, it would be desirable to be able to use the elec tric arc welding for the same purpose, ie for applying ver wear-resistant, fine-grained, chromium-containing and predominantly iron alloys.
However, electrodes suitable for this have not yet been available. In order to be welded to the electric arc, they would normally have to have such a good electrical conductivity as is only available with cast or sintered electrodes. However, such electrodes have the disadvantage that they result in coarse-grained and thus inferior applications.
According to the invention, the existing difficulties with sintered welding electrodes can now be overcome by extruding the powder mixture into rods using inorganic binders and sintering these rods at temperatures between 1100 and 1200 C for 1 to 3 hours in a reducing atmosphere.
Electrodes produced in this way reveal an edge zone and a core zone in the fracture, the degree of sintering of the edge zone being higher than the degree of sintering of the core zone. The edge zone of these electrodes ensures the electrical conductivity required for the welding current, while the degree of sintering of the core zone can be so low that a disruptive coarse grain formation, as is observed in conventionally sintered welding electrodes, does not occur.
When using such welding electrodes for the usual electric arc welding, it is expedient to provide a casing known per se, preferably a lime-based casing.
Of course, the welding electrodes produced according to the invention can also be used for other welding processes, in particular for the customary inert gas welding processes.
In the case of sintering, embedding agents that have a slightly decarburizing effect can advantageously be used, by means of which the excess carbon in the edge zone of the welding electrodes is broken down more quickly and thus the sintering of the edge zone is facilitated. Particularly suitable Einbet processing means are high-melting metal oxides such. B. MgO or A1203.
For example, for the production of electrodes with 4 mm diameter, the weld metal should contain about 13% Cr and about 21 / 1o C, 20 parts of ferrochrome with 66% Cr, 6% C, the rest essentially iron with 79.5 parts of iron powder Grind together at 0.4 C and 0.5 parts of carbon black. The powder mixture obtained in this way was extruded into rods with water glass as a binder. After the rods had dried, they were sintered in hydrogen at 1150 ° C. for 2 hours. MgO was used as a slightly decarburizing embedding agent during sintering.
After sintering, these rods showed an approximately 1 mm thick, very largely sintered edge zone in the fracture and behaved perfectly in the lime-based coated state when used as electrodes for arc welding. The weld metal of these electrodes was extremely fine-grained.