[發明專利]一種Cr13系列通用型堆焊用埋弧藥芯焊絲及其制備和應用

有效

• 申請號: 201310575605.9
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN103612024A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 盧偉;呂奎清;黃明華;高亮
• 申請（專利權）人: 武漢鐵錨焊接材料股份有限公司
• 主分類號: B23K35/24
• 分類號: B23K35/24;B23K35/40
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張秋越

技術領域

本發明涉及焊接材料領域，具體涉及一種Cr13系列通用型堆焊用埋弧藥芯焊絲及其制備和應用。

背景技術

Cr13是一種馬氏體不銹鋼材料，具有較高的硬度和抗腐蝕性能，可以在多種基材上進行堆焊焊接，屬于一種通用型堆焊材料。目前，我國鋼鐵行業的連鑄輥、熱軋輥、成型輥、破鱗輥、夾送輥等部件的修復主要采用這種Cr13系列（諸如0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13等）的焊接材料。由于埋弧焊絲的大電流、高熔敷效率以及高自動化程度的特點，對于大直徑軋輥一般采用Cr13系列的埋弧實心或藥芯焊絲來進行修復，應用十分廣泛。

隨著國內技術的發展，這種Cr13系列的堆焊焊接材料越來越多，但這些材料均存在著焊后其堆焊層硬度不均勻、使用過程耐磨性差等問題。根據英國WA公司的研究，該問題主要是由于Cr13系列堆焊層隨著其碳含量的增加，使得Cr元素產生偏析，從而造成晶界處產生“Cr貧化”現象，從而造成堆焊層硬度偏差大，抗腐蝕性能差以及耐磨性差等問題。

針對該情況，英國WA公司研究出了一種新型技術，研發出了一系列的Cr13堆焊焊絲（WA?420N-S系列），其中采用降低碳含量，提升N含量，以N替代原材料中的C，進而防止Cr貧化的產生，且不降低其硬度、耐磨性以及耐腐蝕性能等。

因此，國內各廠家也紛紛效仿，但由于該焊材中的N含量很少，且國內含N原材料成分不均勻，從而導致模仿WA公司的技術失敗，生產的焊接材料達不到應有的效果。一些廠家也采用C和N同時添加的技術，如國內專利“CN200510025491.6”中堆焊層硬度為HRC42~48，偏差為HRC?6，仍然不均勻。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種Cr13系列通用型堆焊用埋弧藥芯焊絲及其制備和應用。

本發明提供的Cr13系列通用型堆焊用埋弧藥芯焊絲，包括外皮和被包裹的藥芯焊芯，所述藥芯焊芯占焊絲總重量的比例為35～36%，所述的藥芯焊芯中各組份及其占焊絲總重量的比例為：

高碳鉻鐵：2.8～6%；

微碳鉻鐵：2.5～3.5%；

金屬鉻：11%～13%；

鎳粉：2～3.6%；

鉬鐵：1.5～2%；

中碳錳鐵：2.8～4.5%；

鈦鐵：1～5.4%；

余量為鐵粉。

優選地，所述鐵粉為270鐵粉（該鐵粉松裝比范圍2.70±0.1g/cm³）。

作為優選技術方案，所述高碳鉻鐵、微碳鉻鐵、中碳錳鐵和鈦鐵制成復合微合金化晶粒后加入藥芯焊芯作為其組分，其中所述的復合微合金化晶粒加工方法為：將高碳鉻鐵、微碳鉻鐵、中碳錳鐵和鈦鐵分別過80目篩，按所述量混合均勻，加入水玻璃，加熱到800~900℃，保溫，然后把熔煉得到的物質重新加工成粉末狀，粒度控制在80目，即得復合微合金化晶粒。

優選地，所述水玻璃的加入量為占高碳鉻鐵、微碳鉻鐵、中碳錳鐵和鈦鐵總重量的0.5%以下。

作為優選技術方案，所述外皮為碳鋼鋼帶。

本發明還提供上述的Cr13系列通用型堆焊用埋弧藥芯焊絲的制備方法，步驟如下：1）按照所述量取藥芯焊芯的各組分，混合均勻；2）以搭接O型的封口方式，將步驟1）得到的藥芯焊芯封在外皮中。

本發明提供上述Cr13系列通用型堆焊用埋弧藥芯焊絲的制備方法，步驟如下：1）將高碳鉻鐵、微碳鉻鐵、中碳錳鐵和鈦鐵分別過80目篩，按所述量混合均勻，加入水玻璃，加熱到800~900℃，保溫，然后把熔煉得到的物質重新加工成粉末狀，粒度控制在80目，即得復合微合金化晶粒；2）將步驟1）所得復合微合金化晶粒和藥芯焊芯的其余各成分混合均勻；3）以搭接O型的封口方式，將步驟2）得到的藥芯焊芯封在外皮中。

優選地，所述水玻璃的加入量為占高碳鉻鐵、微碳鉻鐵、中碳錳鐵和鈦鐵總重量的0.5%以下。

本發明還提供應用上述的Cr13系列通用型堆焊用埋弧藥芯焊絲焊接的方法，其特征在于，所述藥芯焊絲配套HJ260焊劑或SJ107焊劑進行焊接。

本發明能夠達到以下技術效果：

1、本發明的Cr13系列通用型堆焊用埋弧藥芯焊絲，堆焊效率高，堆焊層硬度穩定均勻（硬度偏差≤HRC?3），焊接工藝性能優良。

2、高碳鉻鐵、微碳鉻鐵、中碳錳鐵和鈦鐵制成復合微合金化晶粒后加入藥芯焊芯，能夠使配方中的有效成分在焊接過程中避免發生副反應從而影響性能效果。