Razvoj domače proizvodnje stelitnih zlitin
Development of Domestic Production of Stellites
J. Rodič, K. Habijan, M. Strohmaier, J. Dolenc, A. Jagodic, MIL-PP d.o.o. LJUBLJANA, Lepi pot 11
D. Si košek, Železarna Jesenice, Jesenice
A. Rodič, A. Osojnik, J. Klofutar, Inštitut za kovinske materiale in tehnologije, Lepi pot 11, Ljubljana
S skupno investicijsko naložbo Slovenskih železarn so bile na Metalurškem inštitutu v Ljubljani (današnjem Inštitutu za kovinske materiale in tehnologije) koncem leta 1989 postavljene in zagnane naprave za pilotno proizvodnjo s talilno livnim sklopom za horizontalno kontinuimo litje žic in palic z območjem premerov od d 12.6 mm do <p 3.2 mm.
O postopku horizontalnega kontinuimega litja in o namenu pilotnih naprav smo že podrobneje poročali1,2. Shematično je postopek prikazan na sliki 1.
Slika 1. Shema talilno livne naprave za horizontalno kontinuimo litje
(HKL).
Figure 1. Schematic melting-casting equipment for Horizontal Con-tinuous Casting (HCC).
Razvoj domače proizvodnje stelitnih zlitin na osnovi kobalta za navarjanje ploskev in ostrin odpornih proti obrabi in povišanim temperaturam je bil eden prioritetnih ciljev projekta pilotne proizvodnje. V letu 1990 je po programu investicijskega projekta potekalo poskusno obratovanje pilotnih naprav z raziskovalnim programom za osvajanje novih zlitin.
Republiški sekretariat za raziskovalno dejavnost in tehnologijo (sedanje Ministrstvo za znanost in tehnologijo) je projekt razvoja stelitnih zlitin podprl s sofinanciranjem obsežnih raziskav, z razvojem kemijskih standardov, obsežnimi metalografskimi preiskavami, s tehnološkimi raziskavami litja in varjenja ter testiranja v uporabi, za kar se avtorji posebej zahvaljujemo.
Osnovni asortiment proizvodnega programa prikazanega na sliki 2 je bil do konca leta 1990 v celoti osvojen in
uveljavljen na domačem in izvoznem tržišču: standardne dimenzije stelitnih palic v litem stanju so <f> 8 mm, (j> 6 mm, O 4.9 mm, <t> 4 mm, <fi 3.2 mm ter proizvodnja in izvoz pomembne količine brušenih stelitnih palic v dimenzijah <p 4 mm, 0 2.5 mm in (p 2.4 mm.
Domača oznaka HKL stelitnih zlitin je MILIT. Železarna Jesenice, ki iz teh litih palic izdeluje gole in oplaščene elektrode, pa je uvedla za svoje proizvode ime DUROSTEL.
Za ilustracijo poglejmo nekaj primerov iz raziskav: Slika 3 prikazuje izgled površine stelitne palice, izdelane po postopku horizontalnega kontinuimega litja (HKL, angl. HCC—Horizontal Continuous Casting) palic in žic majhnih presekov.
Ob izgledu površine palice je prikazanih še nekaj detajlov v območju sledi koraka. HKL palico spoznamo po značilnih sledovih korakov na površini. Ti sledovi na površini so osnovna značilnost koračnega postopka litja, globina, makro in mikrostrukturne značilnosti, izgled površine in mehanske lastnosti pa so posledica stopnje opti-miranja livnih parametrov, ki odločajo o procesu strjevanja. Vsak korak sestoji iz treh faz: poteg-zastoj-potisk nazaj. Računalniško vodeni postopek litja omogoča natančno krmiljenje teh treh komponent koračnega ciklusa, poleg tega pa se natančno nastavlja dolžina korakov in frekvenca s številom koračnih ciklov na minuto. S tem je določena tudi hitrost litja v m/min ali v kg/h, ki je odločujočega pomena za produktivnost, kvaliteto in zanesljivost litja določene dimenzije in vrste zlitine. Seveda ima temperatura taline med litjem najmočnejši vpliv na uspešnost litja, ohlaje-valni pogoji pri strjevanju pa se regulirajo tudi s sestavo kokilnega sklopa. Osvojitev optimalnih pogojev litja zahteva obsežne sistematične raziskave in uvedbo kontrole kakovosti s kvalitetnimi povratnimi informacijami iz kontrolnih preiskav za razvojno ukrepanje.
Pri dodajnih materialih za varjenje globina sledov nima tolikšnega pomena kot pri HKL žicah, ki so namenjene za nadaljnjo plastično predelavo, pri katerih predstavlja opti-miranje primarnih in sekundarnih sledov ob korakih prav težko nalogo tehnološkega optimiranja.
Pojave lunkerja in centralne poroznosti lahko preprečujemo samo z obvladovanjem optimalnih livnih parametrov.
Slika 4 prikazuje nekaj metalografskih primerov, slika 5 pa nakazuje standardizirane postopke kontrole za kemijsko sestavo in meritve trdot navarkov.
C: 1% 2% 3%
«01	ca	sa	Ea U d E3	mm m )]
	10% 20». 30%		40 % 50% 60 % 70»	80% '30 %
	MILIT 6		(reference STELLITE 6 i	
[n	JEM B	m	m EI	t
	MILIT F		(reference STELLITE F)	
	mK^m			1]
	MILIT 1		(reference STELLITE 1)	
E83	m	01	m a ca	•
	MILIT 12		(reference STELLITE 12)	
[m	Kil	EE m	£3 d	1
0,25	MILIT 21		(reference STELLITE 2S)	
	O ®	EJ I	a o	»J
	MILIT 25		(reference STELLITE 25)	
[m	E3	a ca	C3 E3	«
	MILIT A		(reference ACRIT, finished čast pieces)	
C		D	m m	«
0,5	MILIT B		reference BAZIL S. WISIL, DIN 13912. finished čast piecesi	
		H'1	d	
Slika 2. Začetni asortiment proizvodnega programa kobaltovih obrabno odpornih zlitin. Figure 2. Initial assortment of Cobalt-based hardlacing alloys in the production program.
Slika 6 prikazuje zanimive ugotovitve o povezanosti mikrostrukture zvara MILIT 6 s postopkom varjenja.
Ob zaključku raziskovalnega projekta "Razvoj stelitnih zlitin" in zaključku poskusnega obratovanja pilotnih naprav je prišlo do odločitve, da se iz sektorja pilotne proizvodnje na Inštitutu v začetku leta 1991 ustanovi mešana družba
MIL-PP d.o.o. LJUBLJANA—iiodjetje za razvoj in proizvodnjo specialnih zlitin
Razvoj proizvodnje stelitnih zlitin se nadaljuje s specializacijo tehnologije in kompletiranjem asortimenta za področja uporabe3.
Strateške usmeritve MIL-PP d.o.o. na področju proizvodnje Co-zlitin = stelitov so naslednje:
1.
2.
4.
5.
Proizvodnjo je treba tehnološko obvladati in zagotoviti kakovost celotnega asortimenta stelitov. To je merilo obvladanja HKL tehnologije in priznanja proizvajalca. Zadovoljiti je treba vse tehnološke in kakovostne možnosti plasmana oplaščenih stelitnih elektrod Železarne Jesenice na tujem in domačem trgu. Proizvodnjo stelitov bomo usmerjali k specialnim proizvodom drobnih dimenzij in posebnih oblik, kjer je delež vložnih materialov v ceni proizvoda čimmanjši. MIL-PP se ne bo spuščal v brezupne konkurenčne tekme, temveč bo proizvodnjo stelitov prednostno povezoval s trajnejšim poslovnim sodelovanjem in pogodbenim partnerstvom.
Količina proizvodnje bo odvisna od tržnih razmer pri nabavi surovin in potrošnih materialov ter pri prodaji izdelkov.
6. Proizvodnja stelitov tudi ob najugodnejših razmerah po pričakovanjih ne bo presegla 20 ton letno, kar je na nivoju 1-2% svetovne proizvodnje tega HKL asortimenta.
1 Literatura
1	Rodič J.: Skrajševanje tehnološkega postopka od taline do žice/Shortenings of Technological Procedures from Melt to Wire, Železarski zbornik 22. dec. 1988. str. 101-109
2	Rodič J„ W. Holzgruber. M. Haissig: Razvoj novega CW&BP postopka/Development of a new Compact Wire and Bar Production process for specialty steels and su-peralloys, Proceedings of the First European Conference on Advanced Materials and Processes—EUROMAT '89. DGM Informationsgesellschaft Verlag 1990. str. 87-92
3	Rodič J.: Kobaltove zlitine v lesni industriji. Železarski zbornik, 1991, št. 4 (v tisku)

Slika 4. Metalografski primeri: A) Prečno—pov. 30x, B) Vzdolžno—pov. 200x, C) Makro-prerez ventila z navarjenim sedežem. D) Navarek MILIT F/Ventilsko jeklo 21-4N—pov. 100x.
Figure 4. Metallogaphic examples: A) Transverse—magn. 30x , B) Longitudinal—magn. 200x, C) Macro-section of a valve with slellite—welded seat. D) Welded layer grade MILIT F/Valve steel grade 21-4N—magn. 100x.
C	D
Slika S. Postopki kontrole kakovosti navarjanja stelitov: A) za kemijsko analizo, B) za merjenje trdote pri ročnem obločnem varjenju z oplaščeno elektrodo, C) za merjenje trdote pri plamenskem in TIG varjenju. D) izgled navarka.
!000x	(2166)	2000x	(2167)
'>000x	(?168)	5000x	(?1(>8)
Slika 3. Površina konti lite palice. Figure 3. Surface of continuously čast bar.
Figure S. Procedures of quality control at stellite uelding: A) for chemical analysis. B) for measurements of hardnes at hand welding with coated electrode, C) for measurements of hardness at flame and TIG uelding, D) view of welding layer.
Vpliv parametra p:d pri plamenskem varjenju na trdoto in vsebnost ogljika _____
Trdota v IIHC
Slika 6. Mikrostruktura Figure 6. Microstructure of t
Linearni razteznostni	koeficienti
TiOTiH-i-atumo otmocje	I
20 - 100°C	12,6 .
20 - 200"C	1U.6 .
| 20 - 800°C	j 16,6 .
j 20 - 900°C	! 17,2 .
zvara in parametri varjenja, he weld and vvelding parameters.