CN101190481A

CN101190481A - 含稀土的堆焊焊条及生产方法

Info

Publication number: CN101190481A
Application number: CNA2006101440964A
Authority: CN
Inventors: 黄平; 刘国钦; 杨绍利; 高仕忠; 苏兴仁; 方民宪; 杨成; 谭科华
Original assignee: Panzhihua University
Current assignee: Panzhihua University
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2008-06-04

Abstract

一种含稀土的堆焊焊条，没有药皮，只有焊芯，焊芯的成分为C：3.2％～6.5％、Si：0.4％～2.5％、Mn：0.4％～2.0％、Re：0.01％～1.0％、Cr：10％～35％、Mo：0.0％～2.0％、Ni：0.0％～2.8％、W：0.0％～2.5％、V：0.0％～1.5％、Ti：0.0％～1.0％、Nb 0.0％～1.5％、Cu：0.0％～0.5％、Al：0.0％～0.6％，S≤0.08％，P≤0.08％，[O]≤0.08％，[N]≤0.08％，Fe：59.64％～85.99％，该焊条适用于烧结单辊破碎机锤头的堆焊，常温下堆焊层硬度HRC≥50，堆焊层允许有裂纹。

Description

含稀土的堆焊焊条及生产方法

技术领域

本发明涉及一种烧结用单辊破碎机锤头堆焊焊条及生产方法。

背景技术

烧结机主要应用于钢铁冶金工业上，作用是烧结得到烧结矿，它是高炉炼铁的前一道工序。烧结机烧结后从其尾部落下的烧结矿须经过破碎和筛分，使矿具有均一的粒度后才能进入高炉进行冶炼，我国的烧结矿破碎是采用一次破碎流程，所用设备为单辊破碎机，破碎后的烧结矿须筛分，将所需粒度范围以外的过大或过小的烧结矿去除，其中过小的矿重新烧结，而过大的矿则重新破碎。单辊破碎机是由星轮、轴辊、固定篦及传动减速机构组成，星轮由锤头(又叫星齿)和套筒构成，锤头是由锤柄和锤体构成，锤头结合在套筒上。锤头的作用借助套筒的旋转与侧下方的篦板形成对烧结后从烧结机尾部卸下的尚处于750～850℃烧结矿的剪切达到使烧结矿破碎的目的，工作的主要部位是锤体，一般锤头损坏都是由于锤体磨损或掉块严重引起的。

现有单辊破碎机锤头的锤体主要是整体铸造、部分或整体堆焊而成，然后将其与锤柄焊接在一起，锤柄一般是在具有良好韧性基体上用耐磨焊条如堆667焊条堆焊1～2层耐磨金属就可满足使用要求。整体铸造锤体(常用的如高锰钢锤体)由于铸件内部有缩孔、偏析等缺陷，组织的致密性差，降低了锤体的耐磨性；采用堆焊技术制造的锤体非常致密，缺陷较铸造少，成分相同时其使用寿命较铸造的锤体长，同时堆焊方法更容易生产高质量的锤体，目前采用的是带药皮的焊条，主要通过药皮过渡的方式获得所需的成分，成分主要含C、Si、Mn、Cr等元素，所有的有药皮的焊条焊完后表面都有熔(焊)渣，需清除，因此，堆焊时的层间温度不能太高，以利于渣铁的分离和脱渣，这就要求堆焊的锤体金属硬度不能很高(一般≤HRC50)，虽然其韧性相对较好但耐磨性不够，降低了锤头的使用寿命。要进一步提高锤体的耐磨性和锤头的使用寿命，堆焊金属的硬度就必须更高(例如，硬度值≥HRC60)，就应含有更多的合金元素和较高的碳含量，相应地堆焊时的层间温度须较高(硬度值≥HRC60时，层间温度应≥600℃)，以使堆焊层不产生冷裂纹或减少堆焊层的冷裂纹数量，这在采用带药皮的焊条堆焊时几乎不可能，因为层间温度较高使得焊缝清渣时的温度也较高(不低于层间温度)，此时渣铁分离困难，焊渣很难清理干净，焊缝极易形成夹渣，导致应力集中，降低了焊接质量，降低了锤头的使用寿命；同时清理焊渣的时间长使焊缝温度降低速率大，这给保持较高的层间温度带来了很大的难度，很难保证焊接质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使锤头的锤体金属具有高耐磨性而韧性较好，锤头寿命更长，堆焊制造时不易产生冷裂纹，焊接过程中不用清理焊渣，待上道焊缝刚凝固就进行下一道焊缝焊接，使堆焊时层间温度易保持较高，焊接质量更好，焊接生产效率更高的不带药皮的堆焊焊条。

为达到该目的，本发明的解决方案是：

一种含稀土的堆焊焊条，没有药皮，只有焊芯，焊芯的成分为C：3.2％～6.5％、Si：0.4％～2.5％、Mn：0.4％～2.0％、Re：0.01％～1.0％，、Cr：10％～35％、Mo：0.0％～20％、Ni：00％～28％、W：00％～2.5％、V：0.0％～1.5％、Ti：0.0％～1.0％、Nb 0.0％～1.5％、Cu：0.0％～0.5％、Al：0.0％～0.6％，S≤0.08％，P≤0.08％，[O]≤0.08％，[N]≤0.08％，Fe：59.64％～85.99％。C、Si、Mn、Re、Cr为必要基础成分，Mo、Ni、W、V、Nb、Ti、Cu、Al为优选成分，必要基础成分不能减少。

以上均为重量百分比，百分数之和为100％。

一种生产上述含稀土的堆焊焊条的方法，采用普通砂先造好φ13mm×300mm的铸造型腔，将型腔刷上普通涂料，烘干，再将中频感应炉冶炼的铁水浇注到铸造型腔内，待铁水在型腔中冷却到室温后就制成焊条。

与现在使用的带药皮的焊条堆焊单辊破碎机锤头锤体技术相比，本发明具有以下优点：

1.由于稀土在堆焊过程中同夹杂物反应生成的稀土化合物熔点较高，在钢液凝固前析出，这些细小的质点，可作为非均质形核中心，降低结晶过程的过冷度，不但可以减少锤体内部的偏析还可细化晶粒，提高其强度、冲击性能和耐磨性。

焊棒不带药皮，缺少了药皮的保护，焊后的锤体中会含有比焊条堆焊制造的锤体多的O、S和夹渣等，在焊棒中加入稀土后，堆焊时稀土可以置换钢中可能生成的硫化锰、氧化铝和硅铝酸盐夹杂物中的氧与硫，形成稀土化合物，这些化合物中有部分从钢液中上浮进入渣中，从而使锤体内部的夹杂物减少，同时硫化锰将被在高温塑性变形能力较小的稀土氧化物或硫化物取代，它们为球状，不易产生应力集中，从而提高锤体的韧性，改善锤体的抗疲劳性能。

2.Ti、V、Nb都有较强的细化晶粒和固溶强化的能力，两种元素加入比单独一种加入时的效果好，V和Nb还有较强的沉淀强化能力，且都是强碳化物形成元素，所形成的碳化物高温稳定性好；Ti和Al联合加入细化晶粒的效果比只有Ti好。焊棒中加入这些元素后，堆焊制造的锤体硬度高、晶粒尺寸小，高温耐磨性好，锤体金属的韧性较好。

3.由于焊条没有药皮，焊接过程中不用清理焊渣，焊接生产效率高，减轻了工人的劳动强度。

4.由于焊接过程不用清理焊渣，层间温度高，金属的冷却速率慢，堆焊耐磨性要求高的金属时可有效防止或减少锤体中裂纹的产生，提高锤头的使用寿命。

5.由于焊接材料中合金元素的数量多，若用带药皮的焊条，则焊条配方复杂，设计和制造麻烦，而不带药皮的焊条可直接铸造而成，生产工序简单，免去了药皮配方、设计等麻烦。

6.生产好的带药皮的焊条药皮脆，易脱落，易潮，不易运输，焊前需烘烤，生产和使用成本高，而不带药皮的焊条则生产、运输方便，生产和使用成本低。

具体实施例

本发明下面将结合实施例作进一步详述：

本发明采用普通砂先造好φ13mm×300mm的铸造型腔，将型腔刷上普通涂料，烘干。中频感应炉冶炼铁水，其成分(重量百分比)为C：5.1％、Si：1.2％、Mn：1.6％、Re：0.35％、Cr：23％，S≤0.05％，P≤0.05％，[O]≤0.01％，[N]≤0.01％，其余为Fe。然后浇注，待铁水在型腔中冷却到室温后就制成焊条，将焊条表面的砂清理干净即可使用。

焊条的堆焊金属表层平均硬度值HRC≥55.0。

本发明的又一优选方案是采用普通砂先造好φ13mm×300mm的铸造型腔，将型腔刷上普通涂料，烘干。中频感应炉冶炼铁水，其成分(重量百分比)为C：5.3％、Si：1.2％、Mn：1.9％、Re：0.38％、Cr：22％、Co：0.10％，S≤0.05％，P≤0.05％，[O]≤0.01％，[N]≤0.01％，其余为Fe。然后浇注，待铁水在型腔中冷却到室温后就制成焊条，将焊条表面的砂清理干净即可使用。

焊条的堆焊金属表层平均硬度值HRC≥55.0。

本发明的再一个优选方案是采用普通砂先造好φ13mm×300mm的铸造型腔，将型腔刷上普通涂料，烘干。中频感应炉冶炼铁水，其成分(重量百分比)为C：3.2％、Si：0.4％、Mn：0.4％、Re：0.01％、Cr：10％，S≤0.02％，P≤0.05％，[O]≤0.01％，[N]≤0.01％，其余为Fe。然后浇注，待铁水在型腔中冷却到室温后就制成焊条，将焊条表面的砂清理干净即可使用。

焊条的堆焊金属表层平均硬度值HRC≥50.0。

本发明的另一个优选方案是采用普通砂先造好φ13mm×300mm的铸造型腔，将型腔刷上普通涂料，烘干。中频感应炉冶炼铁水，其成分(重量百分比)为C：6.5％、Si：2.5％、Mn：2.0％、Re：1.0％、Cr：35％、V：1.5％、Ti：1.0％、Nb：1.5％、Mo：2.0％、Ni：2.8％、W：2.5％，Al：0.6％，Cu：0.5％，S≤0.05％，P≤0.05％，[O]≤0.01％，[N]≤0.01％，其余为Fe。然后浇注，待铁水在型腔中冷却到室温后就制成焊条，将焊条表面的砂清理干净即可使用。

焊条的堆焊金属表层平均硬度值HRC≥60.0。

Claims

1.一种含稀土的堆焊焊条，其特征为没有药皮，只有焊芯，焊芯的成分为C：3.2％～6.5％、Si：0.4％～2.5％、Mn：0.4％～2.0％、Re：0.01％～1.0％，、Cr：10％～35％、Mo：0.0％～2.0％、Ni：0.0％～2.8％、W：0.0％～2.5％、V：0.0％～1.5％、Ti：0.0％～1.0％、Nb 0.0％～1.5％、Cu：0.0％～0.5％、Al：0.0％～0.6％，S≤0.08％，P≤0.08％，[O]≤0.08％，[N]≤0.08％，Fe：59.64％～85.99％。

2.如权利要求1所述的一种含稀土的堆焊焊条，其特征是焊芯的成分为C：5.1％、Si：1.2％、Mn：1.6％、Re：0.35％、Cr：23％，S≤0.05％，P≤0.05％，[O]≤0.01％，[N]≤0.01％，其余为Fe。

3.如权利要求1所述的一种含稀土的堆焊焊条，其特征是焊芯的成分为C：5.3％、Si：1.2％、Mn：1.9％、Re：0.38％、Cr：22％、Co：0.10％，S≤0.05％，P≤0.05％，[O]≤0.01％，[N]≤0.01％，其余为Fe。

4.如权利要求1所述的一种含稀土的堆焊焊条，其特征是焊芯的成分为C：3.2％、Si：0.4％、Mn：0.4％、Re：0.01％、Cr：10％，S≤0.02％，P≤0.05％，[O]≤0.01％，[N]≤0.01％，其余为Fe。

5.如权利要求1所述的一种含稀土的堆焊焊条，其特征是焊芯的成分为C：6.5％、Si：2.5％、Mn：2.0％、Re：1.0％、Cr：35％、V：1.5％、Ti：1.0％、Nb：1.5％、Mo：2.0％、Ni：2.8％、W：2.5％，Al：0.6％，Cu：0.5％，S≤0.05％，P≤0.05％，[O]≤0.01％，[N]≤0.01％，其余为Fe。

6.一种生产如权利要求1～5所述的含稀土的堆焊焊条的方法，其特征是采用普通砂先造好φ13mm×300mm的铸造型腔，将型腔刷上普通涂料，烘干，中频感应炉冶炼铁水，然后浇注，待铁水在型腔中冷却到室温后就制成焊条。