[發明專利]一種開爐鉆頭堆焊高硬度耐磨層的方法

有效

• 申請號: 202110581790.7
• 申請日: 2021-05-23
• 公開（公告）號: CN113210817B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 羅沛穎;尹文清;羅俊容;姚國亮;孫騫
• 申請（專利權）人: 桂林市中銳特機械制造有限責任公司
• 主分類號: B23K10/02
• 分類號: B23K10/02;B23K35/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種開爐鉆頭堆焊高硬度耐磨層的方法，包括1)粘結相的選擇、2)硬質相的選擇、3)焊接前的準備、4)編輯焊接程序、5)設置焊接參數與6)焊接過程執行。本發明能夠有效的解決在800℃現有技術的易造成硬質合金塊脫落的問題，通過雙路送粉、電弧混粉的方式，在鉆頭鉆齒表面堆焊增加“鈷基高溫合金+碳化鎢WC”組合的耐磨層，提高鉆頭的耐磨性和使用效率。

技術領域

本發明涉及焊接領域，尤其涉及一種開爐鉆頭堆焊高硬度耐磨層的方法。

背景技術

目前鋼廠高溫爐壁出鐵水會用到開爐鉆頭，開爐鉆頭分為球頭鑲圓齒及十字形鑲齒鉆頭，在市場上十字型約占95％，球齒型占5％，都是以鑲齒YG8為主，YG8的主要成分為92％的WC和8％的鈷。現有技術的開爐鉆頭使用時主要有以下問題：

1、YG8硬質合金制造時失效，十字型、球齒鉆頭與YGB的連接方式分兩種：

一種是用506焊條、CO₂氣體保護焊，把YG8合金焊接在鉆頭上，具有以下缺點：因焊接溫度過高，合金已脫碳氧化，形成了毛細裂紋，導致合金在使用過程中裂片、碎片而失效。另一種是用黃銅焊膏，高頻或中頻加熱，把YG8合金焊接在鉆頭上，具有以下缺點：因高中頻加熱時間短，加熱不均勻，外圈溫度已達到焊料熔點，而內圈溫度還沒達到，這樣產生虛焊或夾碴，焊接不牢，容易脫片掉片，同時，在加熱過程中，沒有任何氣體保護，導致合金脫碳氧化產生細裂紋，在使用中導致合金過早失效。

2、YG8硬質合金在鋼廠使用時失效，鑲嵌式連接方法利用球齒合金與孔的過盈配合，把合金壓入孔里，鋼廠在使用時有缺點。如果該產品在常溫或低溫工礦下使用，合金沒有受到損壞，但用于高爐開口，一旦到達800℃左右的高溫，鉆頭上的孔受熱漲開，導致合金脫落而失效。鋼廠高爐的壁厚一般有2m-2.8m，溫度可達1200℃。鑲尺硬質合金鉆頭只能打到800℃處，原因是高溫使得黃銅釬焊料的熔點只有800℃左右，當鉆頭打至這個溫度時銅釬料融化使得YG8脫落。

綜上所述，目前針對高溫爐壁基本都是使用硬質合金齒，使用機械或釬焊的方式連接兩者不同的材料，存在硬度、耐磨性不佳的問題。

發明內容

發明目的：針對現有技術的不足與缺陷，本發明提供一種開爐鉆頭堆焊高硬度耐磨層的方法，能夠有效的解決在800℃現有技術的易造成硬質合金塊脫落的問題，通過雙路送粉、電弧混粉的方式，在鉆頭鉆齒表面堆焊增加“鈷基高溫合金+碳化鎢WC”組合的耐磨層，提高鉆頭的耐磨性和使用效率。

技術方案：本發明的一種開爐鉆頭堆焊高硬度耐磨層的方法，包括下述步驟：

1)粘結相的選擇：采用高溫鈷基作為耐高溫的粘結相，粘結相包括如下質量百分比的各組分：C(2.6-3.0)，Cr(30-33)，Si(1.0-2)，W(14-17)，Fe(＜3)， Mo(3-5)，Ni(3.5-4.0)，Mn(0.7-1.2)，Co(余量)，合金硬度大于55HRC，在 800攝氏度的高溫環境下還具有耐磨作用；

2)硬質相的選擇：采用硬度1800HRC的WC作為磨粒磨損的硬質相，硬質相包括如下質量百分比的各組分：W(95-96)，LC(3.8-4.1)；硬質相與粘結相的質量比為1:1；

3)焊接前的準備：將鉆頭安裝在雙軸協同變位機上；采用80目-150目的篩網對粘結相、硬質相的粉末進行篩選；篩選后的粘結相、硬質相分別裝入送粉器的不同的送粉桶中，并通過不同的防靜電送粉管道將粘結相、硬質相輸送至焊槍的等離子噴嘴；

安裝等離子噴嘴與鎢針，等離子噴嘴采用2.5mm中心氣孔徑，等離子噴嘴一側設有3個下粉管用于粘結相的噴出，3個下粉管與水平面夾角角度為45°；等離子噴嘴另一側設有2個下粉管用于硬質相的噴出，2個下粉管與水平面夾角角度為66°；