專(zhuān)利名稱(chēng)：一種熱鍛模具修復(fù)用堆焊焊條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接技術(shù)，特別是一種熱鍛模具修復(fù)用堆焊焊條。
背景技術(shù)：
鍛造行業(yè)的成本包括原材料、勞動(dòng)力、模具和能源等，其中模具費(fèi)用占據(jù)相當(dāng)大的 比例。由于斷裂、塌陷、熱疲勞、熱磨損等原因，模具會(huì)發(fā)生失效。在傳統(tǒng)工藝上，模具失效 后，可采用局部焊接或整體下落兩種方式進(jìn)行模具修復(fù)。前者經(jīng)濟(jì)效益不高，后者則在模具 下落3 5次后便告報(bào)廢，并且由于鍛模基材質(zhì)量的減少，其機(jī)械性能加速降低，造成模具 提前報(bào)廢，同時(shí)支出比較大的機(jī)加工費(fèi)用和熱處理費(fèi)用。根據(jù)模具行業(yè)的發(fā)展，采用堆焊翻新技術(shù)可以有以下優(yōu)勢(shì)(1)最大限度利用模 塊材料，可以保持模塊高度，理論上可以無(wú)數(shù)次反復(fù)進(jìn)行，節(jié)約大量基材；(2)可以修復(fù)因 模塊尺寸不夠而報(bào)廢的模具；(3)可只加工型腔部分，其他部位不需要再加工，節(jié)約加工費(fèi) 用；(4)提高模具壽命，根據(jù)模具不同部位的不同失效方式，選擇不同的焊材，使得各部位 壽命匹配，從而提高整套模具使用壽命；(5)由于堆焊修復(fù)和翻新使得模具的使用壽命提 高，減少了換模次數(shù)及停機(jī)時(shí)間，也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，使設(shè)備利用率大大提高。模具 堆焊符合當(dāng)前國(guó)家節(jié)能降耗、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的政策方向，也有利于節(jié)約生產(chǎn)成本，增強(qiáng)企業(yè) 的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種熱鍛模具修復(fù)用堆焊焊條，從而能夠適用 于結(jié)構(gòu)件制造業(yè)、機(jī)械行業(yè)、重型設(shè)備的組裝修補(bǔ)領(lǐng)域，在鍛錘底座，卡盤(pán)、支承板、壓床墊 板、支柱、錘體和銷(xiāo)座的鍛造修補(bǔ)作業(yè)，以及高合金表面打底，鍛模的斷裂處的接合修復(fù)加 工，特別是用于鍛鋼件和鑄鋼件的焊接加工；本發(fā)明進(jìn)一步要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供的焊 條工藝性能好，電弧易引燃，在焊接過(guò)程中燃燒平穩(wěn)，藥皮均勻熔化，在焊接過(guò)程中飛濺少， 焊縫成型美觀，熔渣容易清除；從而節(jié)約生產(chǎn)成本，增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為了實(shí)現(xiàn)解決上述技術(shù)問(wèn)題的目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案本發(fā)明的一種熱鍛模具修復(fù)用堆焊焊條，包括使用符合GB/T3429要求的低碳鋼 H08A焊芯，特征在于藥皮固體組分中各組分及其質(zhì)量含量為大理石30 40%、螢石 12 20%、鋯英砂1.5 3%、純堿0 2%、硅微粉2 5%、鈦白粉1 3%、金云母 0 3%、質(zhì)量含量REO ^ 80%,F^ 25%的氟化稀土 1 2%、金屬錳3 7%、硅質(zhì)量含 量40. 0 47. 0 %的硅鐵2 5 %、鈦質(zhì)量含量25. 0 35. 0 %的鈦鐵4 6 %、金屬鉻 4 8%、鉬質(zhì)量含量55 80%的鉬鐵4 8%、金屬鎳6 12%、鋁質(zhì)量含量47 53% 的鋁鎂合金1 2%。本發(fā)明的堆焊焊條，所述的藥皮的固體組分中各組分的質(zhì)量成分含量以及粒度要 求為大理石CaC03>95%，S彡0.030%沖彡0.030%，100%過(guò)目數(shù)顆粒度為60目；螢石 〇&卩2彡95%，5102彡3.0%，3彡0.03%，卩彡0.02%，100%過(guò)目數(shù)顆粒度為60目；鋯英砂
3ZrO2 ^ 63. 0%, SiO2 ^ 35. 0%, S ^ 0. 03%,P ^ 0. 20%，100%過(guò)目數(shù)顆粒度為 80 目；純堿 NaCO3S 98%，100%過(guò)目數(shù)顆粒度為80目；硅微粉Si02彡97%，S彡0. 03%，P彡0. 03%， 100%過(guò)目數(shù)顆粒度為200目；鈦白粉=TiO2彡98. 0%, S彡0. 05%, P彡0. 05%，100%過(guò) 目數(shù)顆粒度為200目；金云母=SiO2 44 58% ,Al2O3 25 40%，K2O彡6%，100%過(guò)目數(shù) 顆粒度為40目；氟化稀土 100%過(guò)目數(shù)顆粒度為60目；金屬錳Mn彡96%，C彡0.1%， S ^ 0. 03%, P 彡 0.04%，100%過(guò)目數(shù)顆粒度為 60 目；硅鐵Mn 彡 0.7%，S ^ 0. 02%, 04%，100%過(guò)目數(shù)顆粒度為40目；鈦鐵5<0.03%^<0.05%，100%過(guò)目數(shù)顆粒 度為40目；金屬鉻Cr彡98.0%，(彡0.02%，5彡0.02%，？彡0.01%，100%過(guò)目數(shù)顆粒 度為60目；鉬鐵C彡0. 20%,S^O. 10%，P彡0.08%，100%過(guò)目數(shù)顆粒度為60目；金屬 鎳Ni ^ 96%,S ^ 0. 03%,P ^ 0.03%，100%過(guò)目數(shù)顆粒度為60目；鋁鎂合金A1 47 53%, Mg ^ 47%, Al+Mg彡97%，100%過(guò)目數(shù)顆粒度為40目。所述的堆焊焊條的制備工藝為將符合要求配比的藥皮原材料固體組分混合均勻 后，加入占固體組分質(zhì)量20 30%的20°C條件下43 48Be的水玻璃進(jìn)行濕混，在焊條生 產(chǎn)設(shè)備上進(jìn)行焊條制備。進(jìn)一步具體的技術(shù)要求是所述的水玻璃為純鈉水玻璃，各組分含量為 SiO2 彡 29%, Na2O 彡 9%，模數(shù)為2. 8 3· 2M。本焊條藥皮中各成分的主要作用簡(jiǎn)述如下大理石主要作用是造渣、造氣，提高熔渣堿度，穩(wěn)弧、脫硫，增大熔渣表面張力和 界面張力。因而將藥皮中大理石含量控制在30 40%。螢石主要作用是造渣，適量的添加可調(diào)整熔渣的熔點(diǎn)和粘度，增加其流動(dòng)性，活 化熔池，改善脫渣，除氫。螢石加入過(guò)量時(shí)，對(duì)電弧穩(wěn)定性不利。鋯英砂主要作用是造渣，跟其他粉料配合可改善脫渣性。當(dāng)鋯英砂含量低于 時(shí)，熔渣的脫渣性不好。鋯英砂含量過(guò)高時(shí)，增加焊條成本。純堿、鈦白粉主要作用是穩(wěn)弧并能改善壓涂性能。硅微粉主要起到造渣的作用，細(xì)化熔滴。金云母主要作用是造渣，改善壓涂性能，穩(wěn)定電弧，增加藥皮的透氣性，利于藥皮 水分排出，避免藥皮開(kāi)裂。加入量過(guò)多有增氫的作用，因而應(yīng)控制在3%以下。氟化稀土 主要作用是稀渣，加入量太多時(shí)，對(duì)熔渣的覆蓋性不利，同時(shí)增加焊條 成本，因而應(yīng)控制在2%以下。金屬錳可以起到脫硫脫氧、防止熱脆的作用，還可以向焊縫中過(guò)渡Mn元素，能細(xì) 化晶粒以改善機(jī)械性能，提高耐磨性。根據(jù)熔敷金屬成分要求，限制藥皮中金屬錳在3 7%。硅鐵主要起到脫氧的作用。其脫氧產(chǎn)物也參與造渣，加入量低于時(shí)，脫氧不 充分，加入量高于5%時(shí)，可能增加焊縫中Si含量。根據(jù)熔敷金屬成分要求，因而控制硅鐵 加入量為2 5%。鈦鐵主要起到脫氧的作用。同時(shí)在焊接時(shí)具有防止晶粒粗大，細(xì)化晶粒和固定碳 的作用。金屬鉻向焊縫中過(guò)渡Cr元素，起到合金劑的作用。能夠提高焊縫的耐磨性。焊縫 中鉻元素含量是本發(fā)明的關(guān)鍵之一，其含量對(duì)熔敷金屬焊態(tài)和經(jīng)熱處理態(tài)后的硬度有關(guān)。根據(jù)熔敷金屬成分要求，控制藥皮中金屬鉻在4 8%。鉬鐵向焊縫中過(guò)渡Mo元素，起到合金劑的作用。能夠抑制焊縫金屬的回火脆性， 有二次硬化作用，能夠提高焊縫金屬的熱強(qiáng)性。焊縫中鉬元素含量也是本發(fā)明的關(guān)鍵之一， 其含量對(duì)熔敷金屬焊態(tài)和經(jīng)熱處理態(tài)后的硬度同樣有關(guān)。根據(jù)熔敷金屬成分要求，控制藥 皮中金屬鉻在4 8%。金屬鎳向焊縫中過(guò)渡Ni元素，起到合金劑的作用。它與鉻、鉬聯(lián)合作用，可以提 高焊縫金屬的熱強(qiáng)性。焊縫中鎳元素含量也是本發(fā)明的關(guān)鍵之一，其含量對(duì)熔敷金屬焊態(tài) 和經(jīng)熱處理態(tài)后的硬度同樣有關(guān)。根據(jù)熔敷金屬成分要求，控制藥皮中金屬鎳在6 12%。鋁鎂合金主要起到脫氧的作用，其脫氧產(chǎn)物也參與造渣。大量試驗(yàn)確定鋁鎂合金 的含量控制在2 %以下較為合適。本發(fā)明的堆焊焊條熔敷金屬化學(xué)成分容易控制，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比含量見(jiàn)表 1，本發(fā)明焊條焊接規(guī)范及焊后熱處理制度見(jiàn)表2。表1本發(fā)明焊條熔敷金屬化學(xué)成分，％ 表2焊條焊接規(guī)范及熱處理制度 本發(fā)明的堆焊焊條在上述焊接規(guī)范及焊后熱處理制度下得到的熔敷金屬硬度平 均值為35 38HRC。通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的熱鍛模具修復(fù)用堆焊焊條效果為1)焊條性能優(yōu)良，焊條表面光滑、成品率高、偏心穩(wěn)定；2)焊條電弧較易引燃，在焊接過(guò)程中燃燒平穩(wěn)；3)焊條的藥皮均勻熔化，無(wú)成塊脫落現(xiàn)象；4)焊縫成型美觀，熔渣容易清除；5)熔敷金屬堆焊層焊態(tài)硬度適中，有利于機(jī)械加工，焊接完畢經(jīng)熱處理后硬度達(dá) 到熱鍛模具的使用性能要求、提高了熱鍛模具的使用壽命周期。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本發(fā)明的堆焊焊條采用的藥皮各組分及其質(zhì)量份數(shù)如下大理石30% ；螢石 20% ；鋯英砂3% ；純堿2% ；硅微粉5% ；鈦白粉3% ；金云母3% ；氟化稀土 2% ；金屬 錳3% ；硅鐵2% ；鈦鐵4% ；金屬鉻8% ；鉬鐵8% ；金屬鎳6% ；鋁鎂合金1%。該實(shí)施例熔敷金屬化學(xué)成分質(zhì)量百分比為=C 0. 068 ；S 0. 0085 ；P 0. 016 ；Si 0. 259 ；Mn 1. 54 ；Cr 2. 06 ；Ni 2. 87 ；Mo 1. 12 ；V 0. 24 ；Fe 余量。將上述藥皮原材料混合均勻后，按照固體組分質(zhì)量的加入占固體組分質(zhì)量含量 20 30%的43 48Be(20°C )的純鈉水玻璃，制備出藥皮用膏體，用常規(guī)工藝在焊條生產(chǎn) 設(shè)備上進(jìn)行焊條制備。按照上述工藝生產(chǎn)的焊條，生產(chǎn)工藝性能優(yōu)良，焊條表面光滑、成品率高、偏心穩(wěn) 定；電弧較易引燃，在焊接過(guò)程中燃燒平穩(wěn)；藥皮均勻熔化，無(wú)成塊脫落現(xiàn)象；焊縫成型美 觀，熔渣容易清除；熔敷金屬堆焊層硬度為37. 4HRC，硬度適中。實(shí)施例2藥皮各組分及其質(zhì)量份數(shù)如下大理石36% ；螢石14% ；錯(cuò)英砂2% ；純堿； 硅微粉2% ；鈦白粉；金云母；氟化稀土 ；金屬錳5% ；硅鐵5% ；鈦鐵6% ； 金屬鉻4% ；鉬鐵8% ；金屬鎳12% ；鋁鎂合金2%。其他條件與實(shí)施例1相同。按照上述工藝生產(chǎn)的焊條，生產(chǎn)工藝性能優(yōu)良，焊條表面光滑、成品率高、偏心穩(wěn) 定；電弧較易引燃，在焊接過(guò)程中燃燒平穩(wěn)；藥皮均勻熔化，無(wú)成塊脫落現(xiàn)象；焊縫成型美 觀，熔渣容易清除；熔敷金屬堆焊層硬度適中。實(shí)施例3藥皮各組分及其質(zhì)量份數(shù)如下大理石40% ；螢石12% ；鋯英砂1. 5% ；純堿 0.5% ；硅微粉3% ；鈦白粉；金云母0. 5% ；氟化稀土 ；金屬錳7% ；硅鐵3% ； 鈦鐵5% ；金屬鉻8% ；鉬鐵4% ；金屬鎳12% ；鋁鎂合金1. 5%。其他條件與實(shí)施例1相同。按照上述工藝生產(chǎn)的焊條，生產(chǎn)工藝性能優(yōu)良，焊條表面光滑、成品率高、偏心穩(wěn) 定；電弧較易引燃，在焊接過(guò)程中燃燒平穩(wěn)；藥皮均勻熔化，無(wú)成塊脫落現(xiàn)象；焊縫成型美 觀，熔渣容易清除；熔敷金屬堆焊層硬度適中。
權(quán)利要求
一種熱鍛模具修復(fù)用堆焊焊條，包括使用符合GB/T3429要求的低碳鋼H08A焊芯，其特征是堆焊焊條藥皮的固體組分中各組分及其質(zhì)量含量為大理石30～40％、螢石12～20％、鋯英砂1.5～3％、純堿0～2％、硅微粉2～5％、鈦白粉1～3％、金云母0～3％、質(zhì)量含量REO≥80％，F(xiàn)≥25％的氟化稀土1～2％、金屬錳3～7％、硅質(zhì)量含量40.0～47.0％的硅鐵2～5％、鈦質(zhì)量含量25.0～35.0％的鈦鐵4～6％、金屬鉻4～8％、鉬質(zhì)量含量55～80％的鉬鐵4～8％、金屬鎳6～12％、鋁質(zhì)量含量47～53％的鋁鎂合金1～2％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述熱鍛模具修復(fù)用堆焊焊條，其特征是所述的藥皮的固體 組分中各組分的質(zhì)量成分含量以及粒度要求為大理石=CaCO3彡95%, S ( 0. 030%, P 彡 0. 030%，100%過(guò)目數(shù)顆粒度為 60 目；螢石=CaF2 彡 95%, SiO2 ^ 3. 0%,S ^ 0. 03%, P彡0. 02 %，100 %過(guò)目數(shù)顆粒度為60目；鋯英砂JrO2 ^ 63. 0 %, SiO2 ^ 35. 0 %, S ^ 0.03%, P彡0. 20%，100%過(guò)目數(shù)顆粒度為80目；純堿=NaCO3彡98%，100%過(guò)目數(shù) 顆粒度為80目；硅微粉3丨02彡97%，5<0.03%沖<0.03%，100%過(guò)目數(shù)顆粒度為200 目；鈦白粉=TiO2彡98.0%, S彡0. 05%, P彡0. 05%，100%過(guò)目數(shù)顆粒度為200目；金云 母Si02 :44 58%，A1203 :25 40%，K20彡6%，100%過(guò)目數(shù)顆粒度為40目；氟化稀土 100%過(guò)目數(shù)顆粒度為60目；金屬錳Mn彡96%, C ^ 0. 1%, S ^ 0.03%, P彡0. 04%, 100%過(guò)目數(shù)顆粒度為60目；硅鐵Mn彡0.7%，S彡0. 02%，P彡0. 04%，100%過(guò)目數(shù) 顆粒度為40目；鈦鐵0.03%，P <0.05%，100%過(guò)目數(shù)顆粒度為40目；金屬鉻 Cr彡98. 0%, C彡0. 02%, S彡0. 02%, P彡0. 01 %，100%過(guò)目數(shù)顆粒度為60目；鉬鐵 C彡0. 20%, S彡0. 10%, P彡0.08%，100%過(guò)目數(shù)顆粒度為60目；金屬鎳Ni ^ 96%, S彡0.03%，P彡0.03%，100%過(guò)目數(shù)顆粒度為60目；鋁鎂合金A1 :47 53%，Mg彡47%， Al+Mg彡97%，100%過(guò)目數(shù)顆粒度為40目。
3.—種權(quán)利要求1所述熱鍛模具修復(fù)用堆焊焊條的制備方法，其特征是將符合要求 配比的藥皮原材料固體組分混合均勻后，加入占固體組分質(zhì)量20 30%的20°C條件下 43 48Be的水玻璃進(jìn)行濕混，在焊條生產(chǎn)設(shè)備上進(jìn)行焊條制備。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述熱鍛模具修復(fù)用堆焊焊條的制備方法，其特征是所述的水玻 璃為純鈉水玻璃，各組分含量為=SiO2彡29%, Na2O彡9%，模數(shù)為2. 8 3. 2M。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種熱鍛模具修復(fù)用堆焊焊條，包括使用符合GB/T3429要求的低碳鋼H08A焊芯，藥皮的固體組分質(zhì)量含量為大理石30～40％、螢石12～20％、鋯英砂1.5～3％、純堿0～2％、硅微粉2～5％、鈦白粉1～3％、金云母0～3％、氟化稀土1～2％、金屬錳3～7％、硅鐵2～5％、鈦鐵4～6％、金屬鉻4～8％、鉬鐵4～8％、金屬鎳6～12％、鋁鎂合金1～2％。本發(fā)明的焊條性能優(yōu)良，焊條表面光滑、成品率高、偏心穩(wěn)定；電弧較易引燃，燃燒平穩(wěn)；藥皮均勻熔化，焊縫成型美觀，熔渣易清除；熔敷金屬堆焊層焊態(tài)硬度適中，達(dá)到熱鍛模具要求，提高熱鍛模具的使用壽命周期。
文檔編號(hào)B23K35/30GK101898284SQ20101022537
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者姚上衛(wèi), 薛旭斌 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所