專利名稱：冷軋中間輥過(guò)渡層堆焊用藥芯焊絲及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷軋中間輥過(guò)渡層堆焊用藥芯焊絲及其制備方法，屬于焊接材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
冷軋中間輥是冷軋鋼板生產(chǎn)所需的關(guān)鍵部件，工作時(shí)承受較大的交變應(yīng)力，輥身硬度達(dá) HRC54 59，同時(shí)還要求有較好的抗剝落的能力，為此，目前的生產(chǎn)廠家一般采用9Cr3Mo等 高碳低合金鋼經(jīng)過(guò)鍛造和復(fù)雜的熱處理過(guò)程制造而成，價(jià)格昂貴。我國(guó)每年冷軋中間輥的消 耗量很大，其修復(fù)難度也很大而使大多數(shù)破損的冷軋中間輥不修復(fù)就報(bào)廢，造成巨大的經(jīng)濟(jì) 損失。
冷軋中間輥的修復(fù)主要采用堆焊技術(shù)，它包括輥?zhàn)拥暮盖邦A(yù)熱、堆焊和焊后熱處理過(guò)程 。堆焊包括過(guò)渡層堆焊，該工序中使用的堆焊材料是決定堆焊層金屬性能和冷軋中間輥使用 壽命的關(guān)鍵因素。冷軋中間輥使用過(guò)程中受到的軋制壓力很大，承受的疲勞應(yīng)力也很大，需 要有較好的硬度、強(qiáng)度和抗疲勞能力，
現(xiàn)有的用于冷軋中間輥修復(fù)的過(guò)渡層焊絲一般用H08A焊絲或H08Mn2Si焊絲，其碳含量低 ，合金元素含量不高，硬度低，在輥?zhàn)由隙押覆灰桩a(chǎn)生裂紋。但由于過(guò)渡層硬度低，在軋輥 母材和堆焊過(guò)渡層之間不能形成一個(gè)良好的硬度過(guò)渡，在較大的軋制壓力作用下容易產(chǎn)生壓 潰現(xiàn)象；同時(shí)由于過(guò)渡層合金元素含量不高，在堆焊過(guò)渡層時(shí)，在過(guò)渡層和工作層之間，將 有較多厚度的準(zhǔn)過(guò)渡層(準(zhǔn)過(guò)渡層是過(guò)渡層的一部分，其中的合金元素含量由于過(guò)渡層的稀 釋介于過(guò)渡層和工作層合金元素含量之間，準(zhǔn)過(guò)渡層的硬度和強(qiáng)度也介于過(guò)渡層和工作層硬 度和強(qiáng)度之間，過(guò)渡層扣除準(zhǔn)過(guò)渡層后的厚度區(qū)域叫有效過(guò)渡層)，有效過(guò)渡層的厚度將會(huì) 減少，減弱了堆焊后冷軋中間輥的使用效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種修復(fù)冷軋中間輥過(guò)渡層用堆焊藥芯焊絲， 該焊絲可在軋輥母材和堆焊工作層之間形成良好的硬度過(guò)渡。
本發(fā)明冷軋中間輥過(guò)渡層堆焊用藥芯焊絲，其藥芯化學(xué)成分重量配比為O. 150 0.20% C、 0. 40 0. 90%Si、 0. 50 1.0%Mn、 4. 0 6. 0%Cr、 0. 5 1.2%Ni、 0. 50 1. 7%Mo、 0.35 0.70%V、 0. 03 0. 10%Nb、 0. 05 0. 50%Re、《0.035%S、《0.035%P，余量為Fe 和不可避免的雜質(zhì)，百分?jǐn)?shù)之和為100%。
其中，上述藥芯可采用金屬、合金、礦石等為原料制備而成，為了使原料來(lái)源更方便以 便節(jié)約成本，上述藥芯優(yōu)選采用錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、釩鐵、鈮鐵、金屬鎳(或鎳鐵)、硅鐵 、稀土和鐵粉為原料制備而成。
進(jìn)一步的，為了使冷軋中間輥過(guò)渡層堆焊用藥芯焊絲的性能更好，上述原料的粒度優(yōu)選 為60 120目。
本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種上述冷軋中間輥過(guò)渡層堆焊用藥芯焊絲的 制備方法，該方法包括如下步驟
a、 以錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、釩鐵、鈮鐵、金屬鎳(或鎳鐵)、硅鐵、稀土和鐵粉為原料 按比例取料并混勻，取料比例以使原料混合后的化學(xué)成分重量配比滿足下述要求
0. 150 0. 20%C、 0. 40 0. 90%Si、 0. 50 1.0%Mn、 4. 0 6. 0%Cr、 0. 5 1.2%Ni、 0. 50 1. 7。乂Mo、 0. 35 0. 700%V、 0. 03 0. 10。/^Nb、 0. 05 0. 50。/^Re、《0.035。/^S、《 0.035%P，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，百分?jǐn)?shù)之和為100%;
b、 將混勻后的原料裝入管絲包皮鋼帶中，拉伸，即可制成藥芯焊絲。 其中，上述的原料的粒度為60 120目。 本發(fā)明中加入的各種元素的作用如下
由于冷軋中間輥母材的碳含量較高，而過(guò)渡層焊絲的碳含量較低，這樣在冷軋中間輥母 材上堆焊時(shí)，堆焊層金屬的碳含量就能降低很多，從而堆焊過(guò)程中不易出現(xiàn)裂紋。
Si的脫氧能力很強(qiáng)，能與FeO作用形成Si02，然后進(jìn)入熔渣而被排除；Si可以提高堆焊 層金屬的淬透性和強(qiáng)度，并提高其回火穩(wěn)定性，但Si含量不能太高，否則易產(chǎn)生晶界碳化物 從而易出現(xiàn)裂紋。
V和Nb元素都有較強(qiáng)的細(xì)化晶粒和固溶強(qiáng)化能力，V和Nb元素還有較強(qiáng)的沉淀強(qiáng)化能力， 兩種元素同時(shí)加入時(shí)效果更好。它們和Mo元素都是強(qiáng)碳化物形成元素，加入這些合金元素使 得堆焊金屬的晶粒尺寸小、硬度高、韌性較好。
加入Ni元素能提高合金的強(qiáng)度和韌性，在同時(shí)含有Ni和Cr元素的情況下，Ni元素還能大 大提高堆焊合金層的回火穩(wěn)定性。
加入較多的Cr提高Cr/C比，易生成孤立的條狀形態(tài)的高硬度M7C3型碳化物，比之網(wǎng)狀分 布的M3C型碳化物，可增強(qiáng)基體的連續(xù)性，從而提高整體材料的韌性。
Mn元素能促進(jìn)強(qiáng)碳化物在奧氏體中的溶解，平衡碳化物和奧氏體中合金元素的含量，充 分發(fā)揮V、 Nb和Mo元素的沉淀強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化能力；另外，提高M(jìn)n/C比還能起到減少晶界碳 化物的形成的作用，從而在一定程度上提高堆焊層的韌性，但Mn含量不宜過(guò)高，否則會(huì)增加
堆焊層的回火脆性。
稀土的加入使堆焊合金具有較好的抑制氫脆、降低回火脆性和在熱處理過(guò)程中抑制P在 晶界上偏聚的能力，從而可達(dá)到提高堆焊合金的韌性的目的。此外，由于稀土具有使夾雜物 變性、凈化晶界以及較強(qiáng)的細(xì)化晶粒的作用，加入到堆焊材料中能起到改善堆焊層性能的效 果。
本發(fā)明冷軋中間輥過(guò)渡層堆焊用藥芯焊絲的制備方法簡(jiǎn)單，焊絲堆焊金屬硬度可以達(dá)到 HRC25 35，堆焊過(guò)程中抗裂性能好，可在軋輥母材和堆焊工作層之間形成良好的硬度過(guò)渡 ，完全達(dá)到冷軋中間輥堆焊修復(fù)時(shí)對(duì)過(guò)渡層的技術(shù)要求，具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步的描述。 實(shí)施例l
將錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、釩鐵、鈮鐵、金屬鎳、硅鐵、稀土、鐵粉取料，均勻混合后裝在 管絲包皮鋼帶上，然后拉拔成制成焊絲。各原料混合后的化學(xué)成分控制在0. 150%C、 0.40%Si、 0.50%Mn、 4. 0%Cr、 0. 5%Ni、 0. 50%Mo、 0. 35%V、 0.03%Nb、 0. 05%Re、≤ 0.035%S、≤0.035%P，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，以上均為重量百分比，百分?jǐn)?shù)之和為 100%。
經(jīng)測(cè)定，該焊絲用于堆焊后，堆焊層金屬的硬度大于HRC25，其硬度適中，它在軋輥母 材和堆焊工作層之間形成一個(gè)良好的硬度過(guò)渡，在較大的軋制壓力作用下不容易產(chǎn)生壓潰現(xiàn) 象；同時(shí)由于過(guò)渡層合金元素含量較高，在堆焊工作層時(shí)，在過(guò)渡層和工作層之間，將有較 少厚度的準(zhǔn)工作層， 一般4 5mm，在堆焊相同厚度過(guò)渡層和工作層時(shí)，有效的、硬度高的工 作層厚度較多，從而保證堆焊后冷軋中間輥的使用效果。
實(shí)施例2
將錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、釩鐵、鈮鐵、鎳鐵、硅鐵、稀土、鐵粉取料，均勻混合后裝在管 絲包皮鋼帶上，然后拉拔成焊絲。各原料混合后的化學(xué)成分控制在0. 180%C、 0. 75%Si、 0.75%Mn、 5.0%Cr、 0.9%Ni、 1.2%Mo、 0. 50%V、 0.06%Nb、 0. 25%Re、≤0. 035%S、≤ 0.035%P，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，以上均為重量百分比，百分?jǐn)?shù)之和為100%。
經(jīng)測(cè)定，該焊絲用于堆焊后，堆焊層金屬的硬度大于HRC30，其硬度適中，在軋輥母材 和堆焊工作層之間形成一個(gè)良好的硬度過(guò)渡，在較大的軋制壓力作用下不容易產(chǎn)生壓潰現(xiàn)象
實(shí)施例3
將錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、釩鐵、鈮鐵、金屬鎳、硅鐵、稀土、鐵粉取料，均勻混合后裝在 管絲包皮鋼帶上，然后拉拔成焊絲。各原料混合后的化學(xué)成分控制在0.20%C、 0.80%Si 、1.0%Mn、 6. 0%Cr、 1.2%Ni、 1. 7%Mo、 0. 70%V、 0. 10%Nb、 0. 50%Re、《0. 035%S、《 0.035%P，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，以上均為重量百分比，百分?jǐn)?shù)之和為100%。
經(jīng)測(cè)定，該焊絲用于堆焊后，堆焊層金屬的硬度大于HRC32，其硬度適中，在軋輥母材 和堆焊工作層之間形成一個(gè)良好的硬度過(guò)渡，在較大的軋制壓力作用下不容易產(chǎn)生壓潰現(xiàn)象
權(quán)利要求
權(quán)利要求1冷軋中間輥過(guò)渡層堆焊用藥芯焊絲，其特征在于其藥芯化學(xué)成分重量配比為0.150～0.20％C、0.40～0.90％Si、0.50～1.0％Mn、4.0～6.0％Cr、0.5～1.2％Ni、0.50～1.7％Mo、0.35～0.70％V、0.03～0.10％Nb、0.05～0.50％Re、≤0.035％S、≤0.035％P，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，百分?jǐn)?shù)之和為100％。
全文摘要
本發(fā)明涉及冷軋中間輥過(guò)渡層堆焊用藥芯焊絲及其制備方法，屬于焊接材料領(lǐng)域。本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種修復(fù)冷軋中間輥過(guò)渡層用堆焊藥芯焊絲，該焊絲可在軋輥母材和堆焊工作層之間形成良好的硬度過(guò)渡。本發(fā)明藥芯焊絲，其藥芯化學(xué)成分重量配比為0.150～0.20％C、0.40～0.90％Si、0.50～1.0％Mn、4.0～6.0％Cr、0.5～1.2％Ni、0.50～1.7％Mo、0.35～0.70％V、0.03～0.10％Nb、0.05～0.50％Re、≤0.035％S、≤0.035％P，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，百分?jǐn)?shù)之和為100％。
文檔編號(hào)B23K35/02GK101386115SQ200810304908
公開(kāi)日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月13日
發(fā)明者藩 何, 周三保, 姜慶波, 林劍東, 旭 熊, 陳建平, 平 黃 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)研究院有限公司;攀枝花鋼鐵(集團(tuán))公司;攀枝花新鋼釩股份有限公司