[發明專利]耐磨自保護藥芯焊絲及其制備方法

在審

• 申請號: 201611153479.8
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106695174A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 曹立兵
• 申請（專利權）人: 安徽華眾焊業有限公司
• 主分類號: B23K35/32
• 分類號: B23K35/32;B23K35/368;B23K35/40
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙)11411
• 代理人: 鄭自群

技術領域

本發明屬于金屬焊接材料技術領域，具體涉及一種耐磨自保護藥芯焊絲及其制備方法。

背景技術

高鉻鑄鐵組織內部存在高硬度的碳化物，提供了優良的耐磨性，加之成本低廉，因此在礦山、機械。水泥和冶金等領域獲得廣泛應用。具體說來，高鉻鑄鐵結構分為亞共晶、共晶和過共晶三種。其中過共晶組織中含有大量孤立高硬度的初生碳化物，耐低應力磨損能力更加突出。傳統的高鉻鑄鐵一股采用鑄造方法制造，但是使用該法只能獲得含碳、鉻量相對較低的亞共晶或共晶組織。如果繼續增加碳、鉻含量，試圖形成過共晶組織時，鑄件中會不可避免產生疏松、縮孔、熱裂紋等缺陷。

采用先進堆焊技術，可以彌補鑄造方法無法獲得過共晶的缺憾，獲得無缺陷的過共晶高鉻鑄鐵堆焊合金，其藥芯中添加高碳鉻鐵，以保證焊后組織中含有更高的碳、鉻含量，從而使得高鉻鑄鐵堆焊合金具有更佳的耐磨性能。如北京工業大學發明了《高抗裂耐磨高鉻鑄鐵型堆焊藥芯焊絲》(200510127968.1)，其高碳鉻鐵添加量40～60％，其硬度范圍HRC56～60；天津大橋發明了《一種高鉻鑄鐵明弧堆焊藥芯焊絲及其制備》(專利號201110446957.5)，其高碳鉻鐵添加量40～60％，其硬度范圍HRC60～61。可見，添加高比例的高碳鉻鐵組分，是獲得高碳高鉻化學成分，進而形成含有更多初生碳化物的組織，從而具備更高耐磨性的關鍵。

通過分析國內外已有的相關專利發現，目前尚無關于藥芯中高碳鉻鐵添加量70～80％而硬度卻非常高的堆焊藥芯焊絲報道。其原因是自保護藥芯焊絲的研制難度較大，往往需要有較多的造渣造氣劑實現自保護效果，使得藥芯空間受限。

發明內容

本發明提出一種耐磨自保護藥芯焊絲，該藥芯焊絲具有極高的硬度與耐磨性能。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種耐磨自保護藥芯焊絲，包括低碳鋼帶和藥芯，藥芯填充于鋼帶中，所述的藥芯包含如下質量百分數的組分：高碳鉻鐵70～80％、硅錳合金6～10％、氧化鋁1～2％、石墨0.8～3.6％、鎢0.2～0.6％、氮化硼0.5～2％、金紅石4～13％與螢石2～6％；藥芯占焊絲總重量的比例為40～50％

進一步，所述高碳鉻鐵含碳量為9～10wt％，含鉻量為60～70wt％，其余為鐵。

進一步，所述低碳鋼帶為H08A碳鋼鋼帶。

進一步，所述金紅石為經過400～480℃烘烤后的金紅石。

本發明的另一個目的是提供一種耐磨自保護藥芯焊絲的制備方法，包括以下步驟：

⑴利用成型軋輥將低碳鋼鋼帶軋成U形，然后通過送粉裝置將藥芯材料按焊絲總重的40～50％加入到U形槽中；

⑵將U形槽合口，使藥芯包裹其中，通過拉絲模，逐道拉拔、減徑，最后使其直徑達到2.40～4.10mm，得到最終產品。

在上述藥芯中各組分主要作用如下：

高碳鉻鐵：其成分為向堆焊金屬中過渡合金元素Cr，并提供C元素，以在焊接過程中形成碳化物耐磨硬質相。

硅錳合金：配方中加入適量的硅元素有助于改善焊縫成型。

鎢具有硬度高、耐磨損、耐腐蝕、耐高溫等特性，用于要求耐磨的零件或制品的表面堆焊，增加表面耐磨性，延長使用年限，其與石墨以及氧化鋁協同作用，是本發明提高耐磨性的主要粉料。

石墨：脫氧，向熔池中提供C元素。

氮化硼：改善熔池流動性和焊縫成形，提高各金屬流動性。并且有利于形成硼碳硬質相，進一步提高硬質相的體積分數和堆焊金屬的硬度。

金紅石：作為造渣劑使用，嚴格控制造渣劑的加入量，可以減薄焊后渣殼，有利于熔池中氣體的逸出，減少氣孔數量，提高焊絲的熔敷速度。

螢石：穩定電弧，改善熔池流動性。

本發明有益效果：

1、本發明中的高碳鉻鐵添加量為70～80％(比現有技術60％略高)，通過硅錳合金、氧化鋁、石墨、氮化硼、金紅石與螢石的合理調配，成功解決了焊絲的自保護問題，避免了氣孔等缺陷的發生，提高堆焊合金的硬度(65～70HRC)。

2、由于高碳鉻鐵價格便宜，且藥芯中未加任何貴重元素，自保護堆焊藥芯焊絲的制造成本大大降低。

具體實施方式

實施例1