CN1095414C - 时效硬化工具钢钨极氩弧焊金属粉芯堆焊焊丝 - Google Patents
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Abstract
一种时效硬化工具钢钨极氩弧焊金属粉芯堆焊焊丝属于金属粉芯焊丝制造技术领域，其特征为金属粉芯中各种粉料的重量配比为：Co：30～43%，Ni：8～12%，Mo：0～24%，Fe-Mo：0～40%，W：0～26%，Fe-W：0～46%，Ti：1～2%，Al：0～0.6%，RE：0.08～0.2%，Te：0.04～0.1%，Se：0.04～0.1%，Cr：0～0.5%，其余为Fe粉。该焊丝焊接工艺性能优良，焊后硬度不高，便于机械加工，时效处理后硬度可达HRC 65～67，堆焊金属不易产生裂纹，可用于超硬模具、轧辊、阀门和刀具等的制造和修复。
Description
一种时效硬化工具钢钨极氩弧焊金属粉芯堆焊焊丝属于金属粉芯焊丝制造技术领域。
时效硬化工具钢是指具有典型工具钢特性，但不象现有普通工具钢通过碳化物析出产生二次硬化，而是通过金属间化合物析出，即通常所说的时效，获得高硬度及热强性的一种新型的工具材料。时效硬化工具钢含碳量极低，在淬火状态硬度不高，时效处理后硬度大幅度提高，可用于高硬度耐磨零件的制造。但是由于时效硬化工具钢需要真空冶炼、材料价格昂贵、锻造性能不太理想，影响了该种合金钢在工业生产中的实际应用。
堆焊是用焊接方法在零件表面堆敷一层具有耐磨、耐热、耐腐蚀等特殊性能的熔敷金属或改变零件外形尺寸的工艺过程。如何使零件表面获得高硬度、高韧性、高红硬性和具有良好耐磨性的堆焊层，是目前急待解决的关键问题。但是，目前传统的高硬度耐磨堆焊焊丝和焊条都是通过碳化物的析出使金属强化的，由于其含碳量高，堆焊金属韧性很差，极易产生裂纹，而且硬度也满足不了使用的要求。
本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题，提供一种高硬度、高韧性、高红硬性及具有良好耐磨性的时效硬化工具钢钨极氩弧焊金属粉芯堆焊焊丝。
本发明的特征是金属粉芯中各种粉料的重量配比为：Co：30～43％，Ni：8～12％，Mo：0～24％，Fe-Mo：0～40％，W：0～26％，Fe-W：0～46％，Ti：1～2％，Al：0～0.6％，RE：0.08～0.2％，Te：0.04～0.1％，Se：0.04～0.1％，Cr：0～0.5％，其余为Fe粉，RE为混合稀土，各选择性组分中至少有一种不为零，粉芯占焊丝的重量百分比即加粉系数为30～52％。
该焊丝熔敷金属成分(重量％)为：C：≤0.03％，Co：3～20％，Ni：1～14％，Mo：3～16％，W：5～25％，Ti：0～2％，Al：0～1％，RE：≤0.06％，Te：≤0.05％，Se：≤0.05％，Cr：≤0.5％，Mn：≤0.5％，Si≤0.5％，P：≤0.02％，S：≤0.02％，余量为Fe。
焊丝采用粉芯线材常规工艺制作，焊丝外皮选用优质低碳钢钢带，焊丝粉芯由各种金属粉按比例混合而成，通过焊丝成形机将金属粉包裹在钢带中，并采用拔丝机使焊丝减至使用直径。在焊丝制作过程中，采用超声波清洗去除钢带表面的油污、锈蚀和水分，并严格控制加粉系数及粉芯材料的均匀性，最大限度的降低C、S、P等杂质的来源和含量。
本发明提供的时效硬化工具钢钨极氩弧焊金属粉芯堆焊焊丝，焊接时飞溅小、焊缝成形美观。堆焊层金属具有典型工具钢特性，而且焊后在较快速度冷却条件下不易产生裂纹，硬度为HRC 45左右，时效后硬度大幅度提高，可达HRC 65～67，无缺口冲击韧性值为30J左右，韧性相同时红硬性高于传统高速钢，在加热到650℃保温4小时后硬度HRC为60左右，抗回火软化性比传统高速钢高100℃左右，较好的克服了传统的高硬度耐磨堆焊材料韧性不好、抗裂性差和硬度不高的不足，而且还具有更优良的红硬性。该焊丝可以用于高性能超硬模具、轧辊、阀门和刀具等要求高硬度、高韧性、高耐磨性和红硬性零件的制造和修复。亦可作为热喷涂粉芯线材使用。
实施例：
例一：Co：30％，Ni：8％，Mo：14％，Fe-Mo：0％，W：0％，Fe-W：42％，Ti：1％，Al：0.6％，RE：0.2％，Te：0.1％，Se：0.1％，Cr：0.4％，Fe：3.6％，加粉系数：36％。焊后HRC 43，时效后HRC 65，韧性30.3J，红硬性：650℃，保温4小时，硬度为HRC 60。
例二：Co：33％，Ni：12％，Mo：24％，Fe-Mo：3.5％，W：16％，Fe-W：3％，Ti：2.0％，Al：0.3％，RE：0.1％，Te：0.05％，Se：0.05％，Cr：0.5％，Fe：5.5％，加粉系数为45％。焊后HRC 43.6，时效后HRC 65，韧性29J，红硬性：650℃，保温4小时，硬度为HRC 60.5。
例三：Co：43％，Ni：11％，Mo：23％，Fe-Mo：0％，W：21％，Fe-W：0％，Ti：1.5％，Al：0.34％，RE：0.08％，Te：0.04％，Se：0.04％，Cr：0％，Fe：0％，加粉系数为42％。焊后HRC 45，时效后HRC 67，韧性28.2J，红硬性：650℃，保温4小时，硬度为HRC 61.5。
例四：Co：36.5％，Ni：11％，Mo：18％，Fe-Mo：0％，W：26％，Fe-W：0％，Ti：1％，Al：0.3％，RE：0.1％，Te：0.05％，Se：0.05％，Cr：0％，Fe：7％，加粉系数为45％。焊后HRC 45，时效后HRC 66，韧性27.8.J，红硬性：650℃，保温4小时，硬度为HRC 60.5。
例五：Co：30％，Ni：8％，Mo：0％，Fe-Mo：32％，W：26％，Fe-W：0％，Ti：1％，Al：0％，RE：0.2％，Te：0.1％，Se：0.1％，Cr：0.4％，Fe：2.2％，加粉系数为38％。焊后HRC 46，时效后HRC 65.8，韧性30J，红硬性：650℃，保温4小时，硬度为HRC 60.4。
Claims (1)
1、一种时效硬化工具钢钨极氩弧焊金属粉芯堆焊焊丝，其特征在于：金属粉芯中各种粉料的重量配比为：Co：30～43％，Ni：8～12％，Mo：0～24％，Fe-Mo：0～40％，W：0～26％，Fe-W：0～46％，Ti：1～2％，Al：0～0.6％，RE：0.08～0.2％，Te：0.04～0.1％，Se：0.04～0.1％，Cr：0～0.5％，其余为Fe粉，RE为混合稀土，各选择性组分中至少有一种不为零，粉芯占焊丝的重量百分比为30～52％。
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