高非晶納米晶自保護(hù)管狀焊絲的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種焊接材料，特別涉及一種高非晶納米晶自保護(hù)管狀焊絲，屬于防磨耐蝕材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工作環(huán)境惡劣程度的加劇如海水沖刷，大氣腐蝕和酸堿腐蝕，人們對(duì)材料的性能要求也越來(lái)越高，例如高強(qiáng)度，高硬度，抗氧化，抗磨耐腐蝕性等。解決該問(wèn)題的方法主要有兩種，一種是在相應(yīng)的使用環(huán)境下合理選材、使用價(jià)格昂貴的高性能材料，另一種是采用合理的表面工程技術(shù)，制備高性能的表面涂層或?qū)Σ牧媳砻孢M(jìn)行改性處理，以達(dá)到耐磨、抗腐蝕的應(yīng)用要求。
[0003]材料的力學(xué)性能在很大程度上取決于結(jié)構(gòu)中缺陷的性質(zhì)、濃度及其分布。非晶合金的結(jié)構(gòu)特征是長(zhǎng)程無(wú)序和短程有序，其結(jié)構(gòu)中不存在晶界和位錯(cuò)等缺陷，不會(huì)因?yàn)槲诲e(cuò)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生滑移現(xiàn)象，又因?yàn)榉蔷Ш辖鹬性娱g的鍵合作用比一般晶態(tài)合金強(qiáng)，所以這類物質(zhì)表現(xiàn)出較高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性。另一方面，非晶態(tài)合金由于組織均勻，且本身活性很高，因此能夠在表面快速形成均勻致密的鈍化膜，可以阻止合金內(nèi)部進(jìn)一步腐蝕。
[0004]堆焊技術(shù)在表面工程領(lǐng)域中是十分重要的技術(shù)。隨著具有良好耐磨耐蝕性能的非晶合金的不斷發(fā)展，非晶熔覆層的制備已經(jīng)成為堆焊技術(shù)研究的重要領(lǐng)域。目前，用于制備非晶涂層的熱噴涂技術(shù)已有較多研究，但除了本單位CN201110218266.X專利《一種非晶結(jié)構(gòu)化堆焊藥芯焊絲》有對(duì)堆焊可形成非晶組織有報(bào)導(dǎo)外，目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有其它文獻(xiàn)涉足。
[0005]然而，專利CN201110218266.X《一種非晶結(jié)構(gòu)化堆焊藥芯焊絲》中的堆焊材料形成非晶的量少，且沒(méi)有較好地解決非晶組織與基體的過(guò)渡問(wèn)題，會(huì)留下焊接缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述情況，本發(fā)明的目的是增加非晶含量，解決了非晶與基體的過(guò)渡問(wèn)題，并提高其結(jié)合強(qiáng)度。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種高非晶納米晶自保護(hù)管狀焊絲，由鐵素體型不銹鋼鋼帶和設(shè)置于鋼帶內(nèi)的管狀焊絲粉芯通過(guò)乳制、逐道拉拔而成，所述管狀焊絲粉芯成分質(zhì)量百分比范圍如下:Al 19-22%,Zr 17-20%,Ti 15-18%,V 9-12%,Cu 6-9%,Ni 5-8%,B 4-7%,Mn 2-3%,P 1-2%,N 1-1.5%，其余為碳化鉿4_9%，石墨2-5%和稀土納米添加劑余量。
[0008]所述管狀焊絲粉芯的合金粉末粒度為60?320目。
[0009]所述管狀焊絲粉芯的合金粉末在管狀焊絲中填充率為45%?47%。
[0010]本發(fā)明的制備方法采用現(xiàn)有技術(shù)，包括以下步驟:
以厚度為0.28mm的鐵素體型不銹鋼鋼帶包裹藥粉，經(jīng)成型機(jī)乳制、拉絲機(jī)組拉拔等工序制作成直徑Φ 3.2mm或Φ 2.8mm自保護(hù)管狀焊絲。
[0011 ]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下技術(shù)特點(diǎn): 本發(fā)明的高非晶納米晶自保護(hù)管狀焊絲，可在不加入任何焊劑和保護(hù)氣體條件下便可直接堆焊，形成的堆焊層有較高的非晶納米晶含量，納米添加劑可以配合主要成分解決非晶熔覆層與基體的過(guò)渡問(wèn)題，從而消除焊接缺陷，提高其結(jié)合強(qiáng)度。
【具體實(shí)施方式】
[0012]例1.取Al20%,Zr 18%,Ti 16%,V 9%,Cu 8%,Ni 6%,B 6.5 %，Mn 3%,P 1.5%,N
1.5%制作成的霧化粉末，及碳化鉿6%，石墨3%和稀土納米添加劑粉末余量，用V型混粉機(jī)攪拌均勻后以厚度為0.28mm的430不銹鋼帶包裹藥粉，經(jīng)成型機(jī)乳制、拉絲機(jī)組拉拔等工序制作成直徑Φ 3.2mm自保護(hù)粉芯堆焊絲。在16Mn鋼板上堆焊耐磨恪覆層3-4mm，焊接電流260-280A，焊接電壓34-36V。焊后耐磨熔覆層硬度HRC71，非晶含量49%，剩余大部分為納米晶，SEM掃描電鏡顯示非晶熔覆層與基體的過(guò)渡平緩，屬于冶金結(jié)合，界面與基體具有相等強(qiáng)度。
[0013]例2.取Al21%,Zr 19%,Ti 16%,V 11%,Cu 6%,Ni 7%,B 6 %，Mn 2%,P 1.5%,N 1%
制作成的霧化粉末，及碳化鉿5.5%，石墨2.5%和稀土納米添加劑粉末余量，用V型混粉機(jī)攪拌均勻后以厚度為0.28mm的430不銹鋼帶包裹藥粉，經(jīng)成型機(jī)乳制、拉絲機(jī)組拉拔等工序制作成直徑Φ 3.2mm自保護(hù)粉芯堆焊絲。在16Mn鋼板上堆焊耐磨恪覆層3-4mm，焊接電流260-280A，焊接電壓34-36V。焊后耐磨熔覆層硬度HRC72，非晶含量51%，剩余大部分為納米晶，SEM掃描電鏡顯示非晶熔覆層與基體的過(guò)渡平緩，屬于冶金結(jié)合，界面與基體具有相等強(qiáng)度。
[0014]例3.取Al19%,Zr 19%,Ti 16%,V 9%,Cu 8%,Ni 7%,B 4 %，Mn 2%,P 1%，N 1%制作成的霧化粉末，及碳化鉿8%，石墨4%和稀土納米添加劑粉末余量，用V型混粉機(jī)攪拌均勻后以厚度為0.28mm的430不銹鋼帶包裹藥粉，經(jīng)成型機(jī)乳制、拉絲機(jī)組拉拔等工序制作成直徑Φ 3.2mm自保護(hù)粉芯堆焊絲。在16Mn鋼板上堆焊耐磨恪覆層3-4mm，焊接電流250-270A，焊接電壓34-36V。焊后耐磨熔覆層硬度HRC69，非晶含量46%，剩余大部分為納米晶，SEM掃描電鏡顯示非晶熔覆層與基體的過(guò)渡平緩，屬于冶金結(jié)合，界面與基體具有相等強(qiáng)度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高非晶納米晶自保護(hù)管狀焊絲，由鐵素體型不銹鋼鋼帶和設(shè)置于鋼帶內(nèi)的管狀焊絲粉芯通過(guò)乳制、逐道拉拔而成，其特征在于，管狀焊絲粉芯成分質(zhì)量百分比范圍如下:Al 19-22%,Zr I7-20%,Ti I5-18%,V 9-12%,Cu 6-9%,Ni 5-8%,B 4-7%,Mn 2-3%,P 1-2%,N1-1.5%，其余為碳化給4-9%，石墨2-5%和稀土納米添加劑余量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高非晶納米晶自保護(hù)管狀焊絲，其特征在于所述管狀焊絲粉芯的合金粉末粒度為60?320目。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高非晶納米晶自保護(hù)管狀焊絲，其特征在于所述管狀焊絲粉芯的合金粉末在管狀焊絲中填充率為45%?47%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自保護(hù)焊接材料，特別涉及一種能形成高非晶納米晶含量的堆焊用管狀焊絲，屬于防磨損抗腐蝕材料技術(shù)領(lǐng)域。管狀焊絲粉芯成分質(zhì)量百分比范圍如下：Al？19-22%，Zr？17-20%，Ti？15-18%，V？9-12%，Cu？6-9%，Ni？5-8%，B？4-7%，Mn？2-3%，P？1-2%，N1-1.5%，其余為碳化鉿4-9%，石墨2-5%和稀土納米添加劑余量。本發(fā)明的自保護(hù)粉芯管狀焊絲，可在不加入任何焊劑和保護(hù)氣體條件下便可直接堆焊，形成的堆焊層有較高的非晶納米晶含量，并良好地解決了非晶與基體的過(guò)渡問(wèn)題，提高了結(jié)合強(qiáng)度，該熔覆層具有良好的防磨抗蝕功能。
【IPC分類】B23K35/40, B23K35/24
【公開號(hào)】CN105499826
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510949545
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】江西恒大高新技術(shù)股份有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日