[發(fā)明專利]一種用于埋弧堆焊連鑄足輥的藥芯焊絲

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710178767.3
• 申請(qǐng)日: 2007-12-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101450424A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈風(fēng)剛;張迪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶集團(tuán)建筑研究總院
• 主分類號(hào): B23K35/22
• 分類號(hào): B23K35/22;B23K35/12;B23K9/04;B23K9/18
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 周長(zhǎng)興

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料加工工程的焊接領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種用于埋弧堆焊連鑄足輥的藥芯焊絲。

背景技術(shù)

連鑄足輥的工況條件十分苛刻，一方面要承受上千攝氏度高溫鋼坯的鼓肚力和靜壓力而引起的循環(huán)載荷；另一方面，還要承受噴淋冷卻水的交變熱循環(huán)作用，其破壞形式除不同程度的磨損、腐蝕和彎曲變形外，輥面還將產(chǎn)生較嚴(yán)重的龜裂狀熱疲勞裂紋。當(dāng)裂紋的深度或長(zhǎng)度超過(guò)所能允許的極限值時(shí)，在使用過(guò)程中將會(huì)突發(fā)的失穩(wěn)斷裂而影響生產(chǎn)。所以，提高連鑄足輥的使用壽命一直是國(guó)內(nèi)外堆焊行業(yè)的研究重點(diǎn)。

國(guó)內(nèi)外連鑄足輥堆焊大多用1Cr13NiMo堆焊焊帶或藥芯焊絲。由于該材料抗冷熱疲勞和抗腐蝕性能不足以及堆焊工藝的限制，在使用過(guò)程中連鑄輥表面易出現(xiàn)點(diǎn)狀腐蝕和較嚴(yán)重的龜裂狀熱裂紋，由此導(dǎo)致的缺陷直接降低了連鑄輥的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的即是針對(duì)現(xiàn)有連鑄足輥堆焊材料中存在的問(wèn)題，提供一種用于連鑄足輥的堆焊藥芯焊絲，擬解決連鑄足輥使用壽命低的缺點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的用于連鑄足輥堆焊的藥芯焊絲，其藥芯的組成及重量比為：

金屬鉻：20～50％

金屬錳：5～15％

金屬鎳：10～30％

氮化物：5～15％

金屬鈷：5～15％

金屬鉬：2～10％

金屬釩：1～5％

氟化物：3～15％。

所述的連鑄足輥堆焊藥芯焊絲，其中，外用鋼帶為超低碳冷軋鋼帶。

所述的連鑄足輥堆焊藥芯焊絲，其中，藥芯焊絲的直徑為2.4～4.0mm。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供的連鑄足輥堆焊藥芯焊絲，其藥芯焊絲成分及重量比例如下：

金屬鉻：向堆焊熔敷金屬中過(guò)渡Cr元素，其質(zhì)量百分含量為20～50％；

金屬錳：向堆焊熔敷金屬中過(guò)渡Mn元素，脫氧、脫硫，其質(zhì)量百分含量為5～15％；

金屬鎳：向堆焊熔敷金屬中過(guò)渡Ni元素，Ni可保證熔敷金屬獲得馬氏體組織，并有足夠的延展性，其質(zhì)量百分含量為10～30％；

氮化物：向堆焊熔敷金屬中過(guò)渡N元素，以彌補(bǔ)超低碳引起的強(qiáng)度下降，其質(zhì)量百分含量為5～15％；

金屬鈷：Co可以減緩焊接應(yīng)力和晶格畸變，提高堆焊金屬的熱強(qiáng)性，其質(zhì)量百分含量為5～15％；

金屬鉬：提高堆焊金屬的淬硬性和抗熱裂性能，其質(zhì)量百分含量為2～10％；

金屬釩：與氮和碳有很強(qiáng)的結(jié)合力，可形成硬度高、高溫穩(wěn)定性好，彌散度大的強(qiáng)化相，其質(zhì)量百分含量為1～5％，

氟化物：去氫，改善電弧性能，其質(zhì)量百分含量為3～15％。

本發(fā)明所提供的連鑄足輥埋弧堆焊藥芯焊絲，熔敷金屬采用超低碳氮強(qiáng)化。在Cr13系堆焊材料的堆焊和使用過(guò)程中，將不可避免地在晶界形成碳化鉻，而導(dǎo)致晶內(nèi)貧鉻，從而降低堆焊金屬的耐熱疲勞性和抗高溫腐蝕能力，因此應(yīng)盡可能降低碳含量，同時(shí)通過(guò)添加足夠的氮來(lái)彌補(bǔ)強(qiáng)度不足。氮在液態(tài)金屬中的溶解度很小，因此在配方中采用了特殊的固氮技術(shù)(添加強(qiáng)氮化物形成元素)，向堆焊熔敷金屬中過(guò)渡氮元素，但過(guò)多的N會(huì)導(dǎo)致堆焊金屬產(chǎn)生N₂氣孔，所以控制藥芯成分中氮化物的加入量和固氮元素的加入量是本發(fā)明藥芯焊絲的關(guān)鍵技術(shù)。

本發(fā)明的連鑄足輥專用藥芯焊絲的制備步驟為：

1、選用厚度0.6mm，寬度14mm的超低碳鋼帶，將其軋成U型，用金屬鉻30g，金屬錳6g，金屬鎳14g，氮化物5g，金屬鈷7g，金屬鉬5g，金屬釩3g，氟化物4g?；旌秃蠹尤險(xiǎn)型槽中，填充率為28％，經(jīng)過(guò)合口并逐步減徑，最終直徑為φ3.2mm。

2、選用厚度0.6mm，寬度14mm的超低碳鋼帶，將其軋成U型，用金屬鉻32g，金屬錳5g，金屬鎳17g，氮化物6g，金屬鈷8g，金屬鉬6g，金屬釩2g，氟化物5g?；旌秃蠹尤險(xiǎn)型槽中，填充率為30％，經(jīng)過(guò)合口并逐步減徑，最終直徑為φ3.2mm。

3、選用厚度0.6mm，寬度14mm的超低碳鋼帶，將其軋成U型，用金屬鉻29g，金屬錳5g，金屬鎳13g，氮化物5g，金屬鈷5g，金屬鉬4g，金屬釩4g，氟化物5g?；旌秃蠹尤險(xiǎn)型槽中，填充率為32％，經(jīng)過(guò)合口并逐步減徑，最終直徑為φ3.2mm。

本發(fā)明與傳統(tǒng)1Cr13的實(shí)施效果對(duì)比：

????示例??傳統(tǒng)1Cr13????例1????例2????例3過(guò)鋼量(萬(wàn)噸)??≤2～3????8.6????10????9