專利名稱：：藥芯耐磨堆焊電焊條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于焊接材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及藥芯耐磨堆焊電焊條。
背景技術(shù)：
：作為特種焊接材料，耐磨堆焊電焊條在裝備制造與修復(fù)等工程領(lǐng)域不可或缺。一方面，電弧堆焊可用于磨損消耗零部件的修復(fù)，即可恢復(fù)零件尺寸，又能獲得耐磨性增強的表面。另一方面，堆焊技術(shù)已越來越多地應(yīng)用于新品制造，將耐磨金屬堆敷在零部件表面，不僅賦予零件優(yōu)良的表面耐磨性，而且降低制造成本。作為堆焊
技術(shù)領(lǐng)域：
的重要組成部分，高效、低廉、適應(yīng)性廣泛的新型堆焊焊條的研發(fā)與應(yīng)用一直是堆焊
技術(shù)領(lǐng)域：
的研究重點。傳統(tǒng)堆焊焊條采用碳鋼芯外涂合金化藥皮的方法制備。焊條生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)效率高。但在焊接過程中合金燒損嚴(yán)重，元素過渡率低，導(dǎo)致熔敷金屬中元素分布不均勻，堆焊層性能提升空間較小。而通過焊芯合金化的藥芯耐磨堆焊電焊條，合金元素過渡率高，堆焊層成分均勻，但焊芯生產(chǎn)工藝復(fù)雜，效率低，成本較高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供三種藥芯耐磨堆焊電焊條，堆焊層金屬合金化程度高，元素過渡率提高，堆焊層平均硬度高，熔敷金屬中元素成分分布比較均勻。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種藥芯耐磨堆焊電焊條，由藥芯焊芯及外敷的藥皮組成，所述焊芯的藥芯由以下組分按重量百分比組成40%-55%低碳鉻鐵、15%-25%鈦鐵、5%-20%硼鐵、2%-6%硅鐵、10%-15%微晶石墨，合計為100%;所述藥皮由以下組分按重量百分比組成35%-45%CaC03、20%-30%CaF2、6%-8%Si02、3%-5%A1、4%-8%泥石墨、3%-7%Cr203、4-6%NaC03、6%-8%Ti02，合計為100%。本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，一種藥芯耐磨堆焊電焊條，由藥芯焊芯及外敷的藥皮組成，所述焊芯的藥芯由以下組分按重量百分比組成45-60%低碳鉻鐵、10%-20%鈦鐵、5%-18%硼鐵、2%-6%硅鐵、12%-15%微晶石墨，合計為100%;所述藥皮由以下組分按重量百分比組成35%-45%CaC03、20%-30%CaF2、6%-8%Si02、3%-5%A1、4%-8%泥石墨、3%-7%Cr203、4-6%NaC03、6%-8%Ti02，合計為100%。本發(fā)明所采用的第三技術(shù)方案是，一種藥芯耐磨堆焊電焊條，由藥芯焊芯及外敷的藥皮組成，所述焊芯的藥芯由以下組分按重量百分比組成50%-60%低碳鉻鐵、15%-25%鈦鐵、5%-20%硼鐵、2%-6%硅鐵、8%-10%微晶石墨，合計為100%;所述藥皮由以下組分按重量百分比組成35%-45%CaC03、20%-30%CaF2、6%-8%Si02、3%-5%A1、4%-8%泥石墨、3%-7%Cr203、4-6%NaC03、6%-8%Ti02，合計為100%。本發(fā)明的上述三個技術(shù)方案的特點還在于，所述的低碳鉻鐵中的Cr占低碳鉻鐵的重量百分比為65%，所述的鈦鐵中的Ti占鈦鐵的重量百分比為25%，所述的硼鐵中的B占硼鐵的重量百分比為20%，所述的硅鐵中的Si占硅鐵的重量百分比為45呢。本發(fā)明的藥芯耐磨堆焊電焊條，通過焊芯合金化外涂合金化藥皮，能夠使用直流電源，在較小電流條件下焊接，電弧穩(wěn)定性好，藥皮發(fā)紅傾向?。凰幮径押负笚l的脫渣性及抗裂性好；堆焊層平均硬度高，特別適于冶金、礦山、機械及水利水電等行業(yè)裝備的制造與修復(fù)。具體實施方式下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明的藥芯耐磨堆焊電焊條，首先將各種合金粉末按一定比例混合均勻，然后用鋼帶包裹后經(jīng)拉拔或軋制工藝加工成藥芯焊絲，再斷絲制成藥芯焊芯，最后給焊芯外涂藥皮，經(jīng)烘干制備得到藥芯耐磨堆焊電焊條。這樣，既簡化了焊材生產(chǎn)工藝，還可提高生產(chǎn)效率，降低成本，能夠保證足夠的合金化能力，獲得高性能的抗腐蝕耐磨堆焊層。該焊條的焊芯根據(jù)適用對象的不同，按重量百分比由以下組分組成1)、第一種技術(shù)方案，適合于低碳鋼零件的表面堆焊40%-55%低碳鉻鐵、15%-25%鈦鐵、5%-20%硼鐵、2%-6%硅鐵、10%-15%微晶石墨，合計為100%，所述的低碳鉻鐵中的Cr占低碳鉻鐵的重量百分比為65%，所述的鈦鐵中的Ti占鈦鐵的重量百分比為25%，所述的硼鐵中的B占硼鐵的重量百分比為20。/。，所述的硅鐵中的Si占硅鐵的重量百分比為45呢，藥芯焊芯用冷軋鋼帶的雜質(zhì)化學(xué)成分如表l所示。^表l藥芯焊芯用冷軋鋼帶的雜質(zhì)化學(xué)成分表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>2)、第二種技術(shù)方案，適合于低碳低合金鋼零件的表面堆焊45-60%低碳鉻鐵、10-20%鈦鐵、5-18%硼鐵、2-6%硅鐵、12-15%微晶石墨，合計為100%，所述的低碳鉻鐵中的Cr占低碳鉻鐵的重量百分比為65%，所述的鈦鐵中的Ti占鈦鐵的重量百分比為25%，所述的硼鐵中的B占硼鐵的重量百分比為20。/。，所述的硅鐵中的Si占硅鐵的重量百分比為45。/。，藥芯焊芯用冷軋鋼帶的雜質(zhì)化學(xué)成分如表l所示。3)、第三種技術(shù)方案，適合于奧氏體不銹鋼零件的表面堆焊50-60%低碳鉻鐵、15-25%鈦鐵、5-20%硼鐵、2-6%硅鐵、8-10%微晶石墨，合計為100%，所述的低碳鉻鐵中的Cr占低碳鉻鐵的重量百分比為65%，所述的鈦鐵中的Ti占鈦鐵的重量百分比為25%，所述的硼鐵中的B占硼鐵的重量百分比為20。/。，所述的硅鐵中的Si占硅鐵的重量百分比為45。/。，藥芯焊芯用冷軋鋼帶的雜質(zhì)化學(xué)成分如表l所示。在本發(fā)明的電焊條上述藥芯成份中，各化學(xué)元素的組成及含量限定理由是為了使堆焊層金屬獲得較高的耐磨性好耐腐蝕性，焊芯包粉中含碳量和含鉻量之比均較高，在8-10之間，加入量分別為4-20%C、12%-40%Cr。為了提高堆焊層金屬硬度、韌性及高淬透性，藥粉中還加入了鉬、錳和硼元素，硅的加入則是基于堆焊過程中的脫氧及以及提高鉻的過渡率考慮。本發(fā)明的電焊條的藥皮由以下組分按重量百分比組成35%-45%CaC03、20%-30%CaF2、6%-8%Si02、3%-5%A1、4%-8%泥石墨、3%-7%Cr203、4-6%NaC03、6%-8%Ti02，合計為100%，形成Ca0-CaF2-Si02-G系藥皮。本發(fā)明的焊條藥皮為CaO-CaF2-Si02-G渣系，其中添加了一定量的A1粉及石墨，可明顯提高合金過渡系數(shù)。本發(fā)明的藥芯耐磨堆焊電焊條的制備方法是步驟l、制備焊芯，先按上述不同使用要求下的藥芯粉末重量百分比稱量各個組分，并將其混勻，然后用鋼帶包裹后經(jīng)拉拔或軋制工藝加工成藥芯焊絲，再斷絲制成藥芯焊芯。步驟2、配制藥皮，再按重量百分比稱量以下組分35%-45%CaC03、20%-30%CaF2、6%-8%Si02、3%-5%A1、4%-8%泥石墨、3%-7%Cr203、4%-6%NaC03、6%-8%Ti02，合計為100%，充分混合后加入3-5。/。水玻璃配制得到Ca0-CaF2-Si02-G系藥皮敷料。步驟3、將步驟2得到的藥皮敷料在20T壓涂機上涂敷到步驟1得到的焊芯上，經(jīng)烘干，即可制得藥芯耐磨堆焊電焊條。實施例l當(dāng)本發(fā)明的藥芯耐磨堆焊電焊條采用第一種技術(shù)方案時，如表2中含量，步驟l、制備焊芯，如表2中含量，按重量百分比稱量以下組分40%低碳鉻鐵、25%鈦鐵、20%硼鐵、5%硅鐵、10%微晶石墨，合計為100%，所述的低碳鉻鐵中的Cr占低碳鉻鐵的重量百分比為65%，所述的鈦鐵中的Ti占鈦鐵的重量百分比為25%，所述的硼鐵中的B占硼鐵的重量百分比為20%，所述的硅鐵中的Si占硅鐵的重量百分比為45。/。；將其混勻后，用鋼帶包裹軋制加工成藥芯焊絲，再斷絲制成藥芯焊芯。步驟2、配制藥皮，如表3中含量，按重量百分比稱量以下組分35%CaC03、30%CaF2、8%Si02、4%A1、4%泥石墨、7%Cr203、4%NaC03、8%Ti02，合計為100%，充分混合后加入3。/。水玻璃配制得到Ca0-CaF2-Si02-G系藥皮敷料。步驟3、將步驟2得到的藥皮敷料在20T壓涂機上涂敷在步驟1得到的焊芯上，經(jīng)烘干，即可制成藥芯耐磨堆焊電焊條。實施例2當(dāng)本發(fā)明的藥芯耐磨堆焊電焊條采用第一種技術(shù)方案時，按照實施例l的步驟，依照表2、表3所示的實施例2中的相應(yīng)組分含量進(jìn)行配制，并在步驟2的充分混合后加入4%水玻璃，得到藥芯耐磨堆焊電焊條。實施例3當(dāng)本發(fā)明的藥芯耐磨堆焊電焊條采用第一種技術(shù)方案時，按照實施例l的步驟，依照表2、表3所示的實施例3中的相應(yīng)組分含量進(jìn)行配制，并在步驟2的充分混合后加入5%水玻璃，得到藥芯耐磨堆焊電焊條。表2，實施例l-3的焊芯含量(單位為％)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表3，實施例l-3的藥皮含量(單位為％)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例4當(dāng)本發(fā)明的藥芯耐磨堆焊電焊條采用第二種技術(shù)方案時，按照實施例l的步驟，依照表4、表5所示的實施例4中的相應(yīng)組分含量進(jìn)行配制，并在步驟2的充分混合后加入3%水玻璃，得到藥芯耐磨堆焊電焊條。實施例5當(dāng)本發(fā)明的藥芯耐磨堆焊電焊條采用第二種技術(shù)方案時，按照實施例l的步驟，依照表4、表5所示的實施例5中的相應(yīng)組分含量進(jìn)行配制，并在步驟2的充分混合后加入4%水玻璃，得到藥芯耐磨堆焊電焊條。實施例6當(dāng)本發(fā)明的藥芯耐磨堆焊電焊條采用第二種技術(shù)方案時，按照實施例l的步驟，依照表4、表5所示的實施例6中的相應(yīng)組分含量進(jìn)行配制，并在步驟2的充分混合后加入5%水玻璃，得到藥芯耐磨堆焊電焊條。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例7當(dāng)本發(fā)明的藥芯耐磨堆焊電焊條采用第三種技術(shù)方案時，按照實施例l的步驟，依照表6、表7所示的實施例7中的相應(yīng)組分含量進(jìn)行配制，并在步驟2的充分混合后加入3%水玻璃，得到藥芯耐磨堆焊電焊條。實施例8當(dāng)本發(fā)明的藥芯耐磨堆焊電焊條采用第三種技術(shù)方案時，按照實施例l的步驟，依照表6、表7所示的實施例8中的相應(yīng)組分含量進(jìn)行配制，并在步驟2的充分混合后加入5%水玻璃，得到藥芯耐磨堆焊電焊條。實施例9當(dāng)本發(fā)明的藥芯耐磨堆焊電焊條采用第三種技術(shù)方案時，按照實施例l的步驟，依照表6、表7所示的實施例9中的相應(yīng)組分含量進(jìn)行配制，并在步驟2的充分混合后加入4%水玻璃，得到藥芯耐磨堆焊電焊條。表6，實施例7-9的焊芯含量(單位為％)組分一低碳鉻鐵^鈦鐵一硼鐵^硅鐵^微晶石墨一實施例50^25^實施例2^52^，10^實施例60^2(^表7，實施例7-9的藥皮含量(單'位為％)組分^實施例7+&如如7一如實施例，7一5一6一實施例9+45-2如S一5一以上實施例中，利用本發(fā)明實施例l、4、7制備的電焊條進(jìn)行焊接的工藝參數(shù)如表8所示，利用本發(fā)明實施例l、4、7制備的焊條進(jìn)行堆焊后的堆焊層金屬化學(xué)成份如表9所示，堆焊層金屬的硬度如表10所示。表8本發(fā)明的耐磨堆焊電焊條的焊接工藝參數(shù)堆焊件材質(zhì)+焊條直徑一(!O/mir0一焊接電流(A)一焊接電壓(V)一預(yù)熱溫度2(XV100-180^16Mrw2(MtV2CKV表9本發(fā)明實施例l、4、7的堆焊層金屬化學(xué)成份(重量％)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>.表io本發(fā)明實施例堆焊層金屬的硬度(HRC)^"\^焊件材質(zhì)一堆焊層硬度^\^實施例實施例4-6^實施例7-9一硬度范圍(HRC)一平均硬度(HRC)^59》60》本發(fā)明的有益效果是1)、可以使用直流電源，在較小電流條件下焊接，電弧穩(wěn)定性好，藥皮發(fā)紅程度較輕。2)、焊條的脫渣性與J507焊條相當(dāng)，抗裂性好。3)、手工電弧堆焊條件下，C、Cr元素的合金過渡系數(shù)分別為O.70-0.95和0.77-0.96。4)、堆焊層平均硬度高達(dá)60HRC。本發(fā)明的電焊條特別適于冶金、礦山、機械及水利水電等行業(yè)裝備的制造與修復(fù)。權(quán)利要求1.一種藥芯耐磨堆焊電焊條，由藥芯焊芯及外敷的藥皮組成，其特征在于，所述焊芯的藥芯由以下組分按重量百分比組成40％-55％低碳鉻鐵、15％-25％鈦鐵、5％-20％硼鐵、2％-6％硅鐵、10％-15％微晶石墨，合計為100％；所述藥皮由以下組分按重量百分比組成35％-45％CaCO3、20％-30％CaF2、6％-8％SiO2、3％-5％Al、4％-8％泥石墨、3％-7％Cr2O3、4-6％NaCO3、6％-8％TiO2，合計為100％。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電焊條，其特征在于，所述的低碳鉻鐵中的Cr占低碳鉻鐵的重量百分比為65。/。，所述的鈦鐵中的Ti占鈦鐵的重量百分比為25。/。，所述的硼鐵中的B占硼鐵的重量百分比為20。/。，所述的硅鐵中的Si占硅鐵的重量百分比為45呢。3.一種藥芯耐磨堆焊電焊條，由藥芯焊芯及外敷的藥皮組成，其特征在于，所述焊芯的藥芯由以下組分按重量百分比組成45-60%低碳鉻鐵、10%-20%鈦鐵、5%-18%硼鐵、2%-6%硅鐵、12%-15%微晶石墨，合計為100%;所述藥皮由以下組分按重量百分比組成35%-45%CaC03、20%-30%CaF2、6%-8%Si02、3%-5%Al、4%-8%泥石墨、3%-7%Cr203、4-6%NaC03、6%-8%Ti02，合計為100%。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電焊條，其特征在于，所述的低碳鉻鐵中的Cr占低碳鉻鐵的重量百分比為65。/。，所述的鈦鐵中的Ti占鈦鐵的重量百分比為25。/。，所述的硼鐵中的B占硼鐵的重量百分比為20。/。，所述的硅鐵中的Si占硅鐵的重量百分比為45呢。5.一種藥芯耐磨堆焊電焊條，由藥芯焊芯及外敷的藥皮組成，其特征在于，所述焊芯的藥芯由以下組分按重量百分比組成50%-60%低碳鉻鐵、15%-25%鈦鐵、5%-20%硼鐵、2%-6%硅鐵、8%-10%微晶石墨，合計為100%;所述藥皮由以下組分按重量百分比組成35%-45%CaC03、20%-30%CaF2、6%-8%Si02、3%-5%Al、4%-8%泥石墨、3%-7%Cr203、4-6%NaC03、6%-8%Ti02，合計為IOO%。6根據(jù)權(quán)利要求5所述的電焊條，其特征在于，所述的低碳鉻鐵中的Cr占低碳鉻鐵的重量百分比為65。/。，所述的鈦鐵中的Ti占鈦鐵的重量百分比為25。/。，所述的硼鐵中的B占硼鐵的重量百分比為20。/。，所述的硅鐵中的Si占硅鐵的重量百分比為45呢。全文摘要本發(fā)明公開了一種藥芯耐磨堆焊電焊條，由藥芯焊芯及外敷的藥皮組成，焊芯的藥芯由以下組分按重量百分比組成第一種方案為40％-55％低碳鉻鐵、15％-25％鈦鐵、5％-20％硼鐵、2％-6％硅鐵、10％-15％微晶石墨，合計100％；第二種方案為45-60％低碳鉻鐵、10％-20％鈦鐵、5％-18％硼鐵、2％-6％硅鐵、12％-15％微晶石墨，合計100％；第三種方案為50％-60％低碳鉻鐵、15％-25％鈦鐵、5％-20％硼鐵、2％-6％硅鐵、8％-10％微晶石墨，合計100％；藥皮由1、20％分按重量百分比組成35％-45％CaCO₃、3％-5％Al、、、6％-8CO₃墨、3％-7％Cr₂，合計100％。本發(fā)明的電焊條電弧穩(wěn)定性好，元素過渡率高，堆焊層硬度高。文檔編號B23K35/00GK101653875SQ20091030793公開日2010年2月24日申請日期2009年9月29日優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日發(fā)明者徐錦鋒申請人:西安鑫興金屬材料有限公司