[發(fā)明專利]一種耐磨堆焊藥芯焊絲

有效

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• 申請日: 2016-08-08
• 公開（公告）號: CN106041364B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊可;包曄峰;蔣永鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/368
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務(wù)所32225
• 代理人: 孫彬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于焊接材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐磨堆焊藥芯焊絲。

背景技術(shù)

堆焊作為材料表面改性的一種經(jīng)濟而快速的工藝方法，越來越廣泛地應(yīng)用于各個工業(yè)部門零件的制造修復(fù)中。為了最有效地發(fā)揮堆焊層的作用，希望采用的堆焊方法有較小的母材稀釋、較高的熔敷速度和優(yōu)良的堆焊層性能，即優(yōu)質(zhì)、高效、低稀釋率的堆焊技術(shù)。

目前普遍使用的耐磨堆焊材料含碳和合金元素較高，主要是利用碳與鉻、鈦、釩、鈮等形成碳化物硬質(zhì)點，來提高堆焊層金屬的硬度，從而提高其耐磨性能。但此類焊接材料由于含碳量高，往往抗焊接裂紋能力較差，韌性較低。研究發(fā)現(xiàn)，增強材料表面強度和改善耐磨性的有效途徑是提供材料的表面硬度和強韌性，較為理想的組織結(jié)構(gòu)為堅韌、連續(xù)的基體上均勻分布高熔點、高硬度、穩(wěn)定性好的質(zhì)點。現(xiàn)有CO₂氣體保護藥芯焊絲堆焊操作簡便、成本低、生產(chǎn)效率高，但普遍存在發(fā)塵量較高的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明研究開發(fā)出一種發(fā)塵量小、抗裂性好、適合于抗較大沖擊作用的CO₂氣體保焊耐磨堆焊藥芯焊絲。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種耐磨堆焊藥芯焊絲，包括外皮和藥芯，其藥芯包括以下質(zhì)量百分比的原料：鈦白粉5-10%、長石2-8%、冰晶石1-5%、鋯英石2-5%、硅鐵2-8%、錳鐵5-10%、低碳鉻鐵30-50%、鈦鐵3-8%、鈮鐵2-5%、釩鐵2-5%、氮化鉻3-10%，余量為鐵粉。

優(yōu)選的，所述藥芯包括以下質(zhì)量百分比的原料：鈦白粉5-7%、長石3-4%、冰晶石2-5%、鋯英石3-4%、硅鐵3-6%、錳鐵5-7%、低碳鉻鐵35-45%、鈦鐵3-5%、鈮鐵3-4%、釩鐵3-4%、氮化鉻5-7%，余量為鐵粉。

更優(yōu)選的，所述藥芯由以下質(zhì)量百分比的原料組成：鈦白粉6%、長石4%、冰晶石3%、鋯英石4%、硅鐵4%、錳鐵6%、低碳鉻鐵40%、鈦鐵4%、鈮鐵3%、釩鐵3%、氮化鉻6%、鐵粉17%。

以上所述低碳鉻鐵碳含量為0.15-0.50wt%。

本發(fā)明耐磨堆焊藥芯焊絲由H08A鋼帶包裹混合均勻的藥芯粉料，經(jīng)軋制拉拔成直徑為1.6-2.4mm藥芯焊絲，填充率（藥芯占藥芯焊絲總重的百分比）為20-40%。

本發(fā)明所用藥芯中各原料均為市售原料，粒徑為100-300μm，其作用原理如下：

鈦白粉：含有大于98%的TiO₂，對過熱的熔滴具有良好的保護作用，減少熔滴過渡過程中蒸發(fā)；TiO₂可與FeO結(jié)合成為鈦酸鹽進入熔渣，減少氧化鐵煙塵；同時造渣，穩(wěn)定焊接電弧，并改善焊接工藝性能。長石：穩(wěn)弧劑，具有穩(wěn)定電弧的作用，可增加渣的黏度，保護過熱熔滴，減少發(fā)塵量。冰晶石：同時含有Na、Al穩(wěn)弧元素，具有穩(wěn)弧作用，同時降低焊縫中的擴散氫含量，提高焊縫的抗裂紋能力。鋯英石：主要用于造渣，改善熔渣的脫渣性。硅鐵和錳鐵：充分脫氧、脫硫，抑制住碳的脫氧反應(yīng)，避免一氧化碳氣體產(chǎn)生，降低發(fā)塵量。低碳鉻鐵、鈦鐵、鈮鐵、釩鐵、氮化鉻：向焊縫中過渡合金元素，形成高韌性基體組織+大量均勻分布耐磨硬質(zhì)相。鐵粉：使焊縫金屬增加，提高熔敷效率。

本發(fā)明具有以下積極有益效果：

本發(fā)明耐磨藥芯焊絲碳含量低（藥芯成分中碳來源于低碳鉻鐵，僅為0.15-0.50wt%），抗焊接裂紋性能強，按照國標(biāo)GB1225-76測試方法，發(fā)塵量比市售藥芯焊絲減少30%以上，具有良好的焊接工藝性能，可進行全位置焊接，具有很高的熔敷效率，焊接層表面硬度分布均勻，平均硬度在HRC45-58范圍內(nèi)，沖擊韌性好，具有很好的耐磨性能，耐沖擊磨性能為45號鋼的8-15倍，特別適合抗沖擊磨損工況下使用。

具體實施方式

以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1

一種耐磨堆焊藥芯焊絲，包括外皮和藥芯，所述藥芯由以下質(zhì)量百分比的原料組成：鈦白粉5%、長石3%、冰晶石2%、鋯英石3%、硅鐵3%、錳鐵5%、低碳鉻鐵35%、鈦鐵3%、鈮鐵3%、釩鐵3%、氮化鉻5%、鐵粉30%。

本發(fā)明所用藥芯中各原料均為市售原料，粒徑為100-300μm，其中所述低碳鉻鐵碳含量為0.25-0.35wt%。