[發(fā)明專利]高抗裂耐磨埋弧堆焊藥芯焊絲

無效

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• 申請日: 2010-05-14
• 公開（公告）號: CN101829861A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設計）人: 楊可;包曄峰;蔣永鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學常州校區(qū)
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/368
• 代理公司: 常州市天龍專利事務所有限公司 32105
• 代理人: 夏海初

技術領域

本發(fā)明涉及一種埋弧堆焊藥芯焊絲，特別涉及一種高抗裂耐磨埋弧堆焊藥芯焊絲，屬于焊接材料技術。

背景技術

藥芯焊絲，是將合金元素包裹在鋼皮中，經(jīng)拉拔成不同直徑而制成的藥芯焊絲。

藥芯焊絲經(jīng)焊接熔化后，形成具有耐磨損、耐腐蝕和耐高溫等特殊性能的合金焊層。藥芯焊絲的埋弧堆焊，在修復和復合制造中占有重要的地位，廣泛應用于提高機械工程結(jié)構(gòu)的耐磨損等機械性能。

一般認為，增強材料表面的強度和改善耐磨性能的有效途徑，是提供材料的表面硬度和強韌性能，而其較為理想的是組織結(jié)構(gòu)為堅韌、連續(xù)的基體上均勻分布高熔點、高硬度和穩(wěn)定性好的質(zhì)點。為此，研發(fā)一種堆焊合金組織形態(tài)為高韌性基體，以及類型、尺寸和分布都適宜的硬質(zhì)點的藥芯焊絲，便成為人們的期待。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種具有高韌性，高抗裂性和高耐腐性的埋弧堆焊藥芯焊絲，以提高機械工程結(jié)構(gòu)的使用壽命。

本發(fā)明實現(xiàn)其目的的技術構(gòu)想是，在粉體藥芯組分中，由氮代替碳，并采用強固氮元素鈦微合金化的方法，在改善堆焊合金的韌性和抗裂性能的同時，提高堆焊合金的硬度和增強其耐磨性能。從而實現(xiàn)本發(fā)明的目的。

基于上述技術構(gòu)想，本發(fā)明實現(xiàn)其目的的技術方案是：

一種高抗裂耐磨埋弧堆焊藥芯焊絲，包括低碳鋼空心焊絲和設在所述空心焊絲內(nèi)的粉體藥芯，其創(chuàng)新點在于：

a、所述粉體藥芯的組分及各組分的重量百分含量是(％)：

高碳鉻鐵????????20～45；

氮化鉻??????????3～10；

鈦鐵????????????5～10；

脫氧劑??????????3～8；

鐵粉????????????35～65；

b、所述粉體藥芯在所述空心焊絲內(nèi)的填充率，在30～50％范圍內(nèi)。

在上述藥芯組分中各組分的主要作用在于：

高碳鉻鐵，向堆焊合金中過渡合金元素。

氮化鉻，向堆焊合金中過渡氮元素。

鈦鐵，在堆焊合金中防止產(chǎn)生氮氣孔，同時促進硬質(zhì)耐磨相的形成。

脫氧劑，排除堆焊層中的氧氣，增加堆焊層合金的強度和硬度。

鐵粉，向堆焊層補充合金元素。

而所述粉體藥芯在空心焊絲內(nèi)的填充率，可根據(jù)實際使用要求和工況，在30％～50％之間調(diào)整。

由以上所給出的技術方案和粉體藥芯各組分的作用描述可以明了，本發(fā)明由于采用氮代替碳且在高溫熔融條件下，使氮與鈦、鉻和鐵反應生成TiN、CrN、FeN等微合金相質(zhì)點，且所述合金相質(zhì)點均勻彌散分布在堆焊合金內(nèi)，從而在改善堆焊合金的韌性和抗裂性的同時，提高了堆焊合金的硬度，增強了耐磨性能，實現(xiàn)了本發(fā)明的目的。

在上述技術方案中，本發(fā)明主張所述低碳鋼空心焊絲是H08A鋼制件，或者是H10鋼制件。但不局限于此。試驗結(jié)果表明含碳量在0.2％以下的低碳鋼制件，都是可以用來制備本發(fā)明空芯焊絲的。

在上述技術方案中，本發(fā)明還主張，所述脫氧劑是硅和錳2種金屬元素中的1種或2種。硅和錳，都是較低于鋁的強脫氧劑，其中硅的脫氧能力高于錳。若采用硅、錳聯(lián)合脫氧，則其脫氧效果更加理想。為此，本發(fā)明予以推薦。這里應當注意SiO₂-MnO生成物在堆焊合金中的排渣情況。而特別主張使用的脫氧劑是硅鐵和錳鐵。

上述技術方案得以實施后，其試用結(jié)果表明：本發(fā)明焊接工藝性能良好，抗焊接裂紋性能高，堆焊層平均硬度在HRC35～61范圍內(nèi)，耐磨性能為Q235碳鋼的6～20倍，并且具有抗氣孔能力強以及合金化均勻程度高等優(yōu)點，實現(xiàn)了本發(fā)明的初衷。

附圖說明

圖1是本發(fā)明制備工藝流程圖。

具體實施方式

以下對照附圖，通過具體實施方式的描述，對本發(fā)明作進一步說明。

具體實施方式之一，如附圖1所示。

一種高抗裂耐磨埋弧堆焊藥芯焊絲，包括H08A低碳鋼空心焊絲和設在所述空心焊絲內(nèi)的粉體藥芯，所述粉體藥芯的組分及各組分的重量百分含量是：高碳鉻鐵25％，氮化鉻6％；鈦鐵7％，脫氧劑(Si鐵和Mn鐵)5％，鐵粉57％，填充率為34％。堆焊層平均硬度為HRC42。

具體實施方式之二，如附圖1所示。

一種高抗裂耐磨埋弧堆焊藥芯焊絲，包括H10低低碳鋼空心焊絲和設在所述空心焊絲內(nèi)的粉體藥芯，所述粉體藥芯的組分及各組分的重量百分含量是：高碳鉻鐵40％，氮化鉻7％；鈦鐵9％，脫氧劑(Si鐵和Mn鐵)7％，鐵粉37％，填充率為48％。堆焊層平均硬度為HRC60。