專利名稱：一種高鉻不銹耐磨藥芯焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬焊接材料，特別涉及一種高鉻不銹耐磨藥芯焊絲。
背景技術(shù)：
目前市場上已有一種高鉻鑄鐵耐磨藥芯焊絲和一種含鉻量為28％的鐵素體不銹鋼焊條。眾所周知，高鉻鑄鐵是一種很耐磨的材料，但抗裂性也是極差的，鐵素體不銹鋼焊條是一種優(yōu)良的抗高溫氧化的材料，因它是連接焊條，故抗裂性很好，是高鉻鑄鐵藥芯焊絲無法相比的，但它不具有耐磨材料的硬度，不能作為堆焊耐磨材料，如果能集中它們各自的優(yōu)勢，克服它們各自的不足，在它們之間研究一種既耐磨、耐腐蝕、又抗裂性良好的而且實用價值較高的新品種藥芯焊絲，不失為一項很有發(fā)展前景的開拓性工作?；谶@種構(gòu)思，研制一種既具有高鉻鑄鐵的耐磨特點又能保留鐵素體不銹鋼的耐腐蝕性能和良好抗裂性能的藥芯焊絲，這確會刷新該領(lǐng)域現(xiàn)有藥芯焊絲的綜合性能，創(chuàng)新出一種新品種焊絲。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種實用價值較高的高鉻不銹耐磨藥芯焊絲，該藥芯焊絲是介于高鉻鑄鐵耐磨藥芯焊絲與鐵素體不銹鋼焊接材料之間的既耐磨又耐腐蝕而且抗裂性優(yōu)良的藥芯焊絲。
本發(fā)明的一種高鉻不銹耐磨藥芯焊絲，以低碳鋼帶為外層包皮，且于包皮內(nèi)配以多元金屬粉末構(gòu)成粉芯，該粉芯的組成(重量比)為高碳鉻鐵36～42微碳鉻鐵26～32
金屬鉻粉15～17鉬鐵2～4釩鐵3～5 碳化鎢 4～6硼鐵5～8 鎳粉2～4鈮粉2～5 稀土硅 2～3填充量 0.49～0.52本發(fā)明采用于焊絲粉芯的組成中配以多元金屬粉末并增加鉻含量的技術(shù)方案，解決了長期困擾并影響設備堆焊質(zhì)量和使用壽命的綜合性問題。使本發(fā)明達到既具有高鉻鑄鐵藥芯焊絲的耐磨性，又保留了高鉻鐵素體不銹鋼材料的耐腐蝕性能和比高鉻鑄鐵好得多的抗裂性能，熔敷金屬硬度平均值HRC54。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)方案相比有如下明顯的區(qū)別一、與一般高鉻鑄鐵藥芯焊絲比較。
(1)成份不同。一般高鉻鑄鐵藥芯焊絲只含碳、硅、鉻，而本發(fā)明的藥芯焊絲還含有鎳、釩、鎢、硼、鈮、鉬等；高鉻鑄鐵藥芯焊絲配方中加入了較多的石墨，堆焊金屬中碳含量一般在3％或更高，本發(fā)明則沒有專門加入石墨，堆焊金屬中含碳量較低，且沒有特意加入硅。
(2)金相組織不同。一般高鉻鑄鐵藥芯焊絲的組織主要是鑄鐵組織，本發(fā)明的藥芯焊絲有近50％的鐵素體組織，其余為屈氏體和大量的碳化物及硼化物組織。
(3)抗裂性不同。一般高鉻鑄鐵藥芯焊絲的抗裂性很差，而本發(fā)明的藥芯焊絲具有較好的抗裂性，如在相同焊接條件下進行對比試驗，兩塊試板材料為A3鋼，尺寸為200×100×20mm，分別堆焊一條150mm長的焊道，高鉻鑄鐵藥芯焊絲橫裂四條，本發(fā)明的藥芯焊絲沒有發(fā)生裂紋。在工廠試驗中，本發(fā)明與廠方使用的高鉻鑄鐵藥芯焊絲的抗裂性差別更明顯。
(4)耐腐蝕性能不同。由于本發(fā)明的焊絲中鉻含量更高，同時加入鎳等多種元素，其耐腐蝕性能比一般高鉻鑄鐵藥芯焊絲的要好。
二、與高鉻鐵素體不銹鋼材料比較。
(1)成份不同。本發(fā)明的焊絲中加入了多種合金元素。
(2)金相組織不同。本發(fā)明的焊絲在施焊的熔敷金屬中含有較多屈氏體和大量的碳化物和硼化物。
(3)性能不同。本發(fā)明的焊絲中有許多硬質(zhì)相，故熔敷金屬硬度高，耐磨性好。
本發(fā)明適用于耐磨、耐腐蝕、抗裂性要求高的零部件和設備的堆焊制造與修復，特別適用于如橡膠機械中的密煉機轉(zhuǎn)子的堆焊制造。
具體實施例方式
本發(fā)明的高鉻不銹耐磨藥芯焊絲，以低碳鋼帶為外層包皮，其內(nèi)部粉芯由高碳鉻鐵，微碳鉻鐵、金屬鉻粉、鉬鐵、釩鐵、碳化鎢、硼鐵、鎳粉、鈮粉、稀土硅組成，采用拉拔成型工藝制成外徑為φ3.2～φ4mm藥芯焊絲產(chǎn)品，使用埋弧焊機施焊。
實施例1焊絲外層包皮為H08A鋼帶，鋼帶寬度為16mm、厚0.35mm。焊絲粉芯配方重量比為高碳鉻鐵38，微碳鉻鐵32，金屬鉻粉17，鉬鐵4，釩鐵3，碳化鎢6，硼鐵8，鎳粉2，鈮粉4，稀土硅2，焊絲填充量為0.51，外徑為φ3.8mm；采用埋弧焊機堆焊，堆焊電流為380A，焊劑為260，試板為普通低碳鋼，尺寸為200×100×20mm，堆焊單道焊道150mm長，熔敷金屬硬度平均值HRC54，堆焊層無肉眼可見裂紋，試板放于900℃高溫爐保持4小時然后隨爐冷卻到室溫，堆焊金屬沒有出現(xiàn)普通基體材料產(chǎn)生很厚氧化皮的現(xiàn)象，將本實施例堆焊金屬置放于67度硝酸中48小時不見有腐蝕現(xiàn)象。
實施例2焊絲外層包皮為H08A鋼帶，鋼帶寬度為16mm、厚0.35mm。焊絲粉芯配方重量比為高碳鉻鐵36，微碳鉻鐵30，金屬鉻粉16，鉬鐵2，釩鐵4，碳化鎢5，硼鐵7，鎳粉2，鈮粉5，稀土硅3，焊絲填充量為0.52，焊絲外徑拉成φ3.2mm；采用埋弧焊機堆焊，堆焊電流為380A，焊劑為260，試板要求同實施例1，堆焊單道焊道150mm長，熔敷金屬硬度平均值HRC53，堆焊層無肉眼可見裂紋，試板放于800℃高溫爐保持4小時，試板進爐時，一并放入爐中硫磺5g，因爐膛不大，以造成硫磺腐蝕氣氛，當達到溫度和時間后，隨爐冷卻至室溫，拿出觀察時，普通材料的母材產(chǎn)生很厚的氧化皮，與實施例1比較，氧化皮較為疏松，堆焊金屬上未發(fā)生氧化硫化腐蝕。為考察本發(fā)明的焊絲在密煉機轉(zhuǎn)子的實際堆焊情況，在工廠現(xiàn)場試焊時，硬度和抗裂性以及其它性能均得到廠方肯定，已表態(tài)購買本發(fā)明的焊絲。
為保證本發(fā)明焊絲性能，焊絲粉芯配方中各原材料的含量要求為高碳鉻鐵的含鉻量為65％，微碳鉻鐵含鉻量為65％，金屬鉻粉含鉻量不低于98％，鉬鐵含鉬量為60％，釩鐵含釩量為50％，碳化鎢含鎢量不低于90％，硼鐵含硼量為最佳20％，鎳粉含鎳量不低于99％，鈮粉含鈮量不低于99％，稀土硅含稀土元素不低于30％。上述配比中各原材料粉末全部過60目篩。
權(quán)利要求
1.一種高鉻不銹耐磨藥芯焊絲，以低碳鋼帶為外層包皮，且于包皮內(nèi)配以多元金屬粉末構(gòu)成粉芯，該粉芯的組成(重量比)為高碳鉻鐵36～42微碳鉻鐵26～32金屬鉻粉15～17鉬鐵2～4釩鐵3～5碳化鎢 4～6硼鐵5～8鎳粉2～4鈮粉2～5稀土硅 2～3填充量 0.49～0.52
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高鉻不銹耐磨藥芯焊絲，其特征在于所述金屬粉末的含量為高碳鉻鐵含鉻量為65％，微碳鉻鐵含鉻量為65％，金屬鉻粉含鉻量不低于98％，鉬鐵含鉬量為60％，釩鐵含釩量為50％，碳化鎢含鎢量不低于90％，硼鐵含硼量為最佳20％，鎳粉含鎳量不低于99％，鈮粉含鈮量不低于99％，稀土硅含稀土元素不低于30％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高鉻不銹耐磨藥芯焊絲，其特征在于所述金屬粉末全部過60目篩。
全文摘要
一種高鉻不銹耐磨藥芯焊絲，以低碳鋼帶為外層包皮，其內(nèi)的粉芯組成重量比為高碳鉻鐵36～42，微碳鉻鐵26～32，金屬鉻粉15～17，鉬鐵2～4，釩鐵3～5，碳化鎢4～6，硼鐵5～8，鎳粉2～4，鈮粉2～5，稀土硅2～3，填充量0.49～0.52，采用于焊絲粉芯的組成中增加鉻含量和添加多元金屬的技術(shù)方案，解決了長期困擾并影響設備堆焊質(zhì)量和使用壽命的綜合性問題，使之達到既具有高鉻鑄鐵藥芯焊絲的耐磨性，又保留了高鉻鐵素體不銹鋼材料的耐腐蝕性能和比高鉻鑄鐵好得多的抗裂性，熔敷金屬硬度平均值HRC54。適用于耐磨、耐腐蝕、抗裂性要求高的零部件和設備的堆焊制造與修復，特別適用于如橡膠機械中的密煉機轉(zhuǎn)子的堆焊制造。
文檔編號B23K35/24GK1714987SQ20051003185
公開日2006年1月4日 申請日期2005年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月6日
發(fā)明者張清輝, 肖逸鋒 申請人:湘潭大學