CN101301707A - 一种含硼耐磨堆焊药芯焊丝 - Google Patents

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田大标
苏胜云
王志刚
田万松
陈鹏超
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Abstract

本发明涉及一种高耐磨堆焊药芯焊丝，其特征在于在堆焊层中形成的合金元素的含量在如下范围内：铬20～35％；碳5～6％；硼0.3～1.6％。

Description

一种含硼耐磨堆焊药芯焊丝
技术领域
本发明涉及一种含硼耐磨堆焊药芯焊丝，属焊接材料领域。可广泛用于煤炭、电力、冶金、机械、化工等行业的机械的耐磨件上，用于堆焊修复和制造新的耐磨件，比如电厂中速磨煤机磨辊辊套和磨盘衬板、水泥厂立磨磨辊辊套和磨盘衬板、钢铁厂矿渣立磨磨辊辊套及磨盘衬板的堆焊修复及制造。
背景技术
火力发电厂中速磨煤机的耐磨易损件-磨辊辊套和磨盘衬板，水泥厂生料立磨的耐磨易损件-磨辊辊套和磨盘衬板，钢铁厂喷煤工段使用的中速磨(立磨)的耐磨易损件-磨辊辊套和磨盘衬板，钢铁厂水渣或钢渣立磨的耐磨易损件-磨辊辊套和磨盘衬板，目前有两种制造方法，一种是整体或分块采用高铬铸铁或镍硬铸铁铸造的方式，另一种是采用铸钢+堆焊的方式。铸造式和堆焊式在磨损后都可以采用药芯焊丝堆焊的方式修复到原始尺寸而继续使用。
目前堆焊修复的药芯焊丝一般都是纯高铬铸铁系列的，即只含有碳、铬、硅、锰等合金元素，很少或几乎不含有钨、钼、铌、钒等强碳化物形成元素。高档一些的焊丝是在纯高铬铸铁的基础上添加7％左右的铌元素。
高铬铸铁的耐磨性主要依靠碳化物的种类、分布和面积比。高铬铸铁的金相组织一般为一次碳化物+奥氏体或马氏体基体，高铬铸铁中的碳化物为六方棱柱形，铬在堆焊层中与碳和铁形成复合碳化物(Fe、Cr)7C3，其六方形表面的硬度为HV1200～1800，侧面的硬度比正表面稍低。当在高铬铸铁中再加入其他碳化物形成元素如W、Mo、Nb、V等时，这些元素大多数都和碳形成碳化物，这些碳化物的硬度分别为：碳化钨WC硬度HV2400，碳化钼Mo2C硬度HV 2200，碳化钒VC硬度HV2800，碳化铌NbC硬度HV2400。由于这些更高硬度碳化物的形成，使耐磨性有了显著的提高。钨、钼、铌、钒这些元素一般都比较贵重，另外，此类元素主要是靠本身与碳形成硬度更高的化合物来提高耐磨性的，因此，当含量少时，效果不明显，一般含量都要求在5％以上，这样成本就会增加很多，经济效益不合适。
硼的原子量与碳接近，可以在碳化物中部分取代碳，而形成硬度比碳化物更到的碳硼化合物，并且，硼本身还可以与铁、铬、锰的合金元素形成硬度很高的硼化物，这两方面的作用来提高耐磨性。而且，硼的加入量只需要1％左右，效果就已相当明显。
本发明的主要特点是在高铬铸铁材质的基础上通过添加硼元素，使耐磨性进一步提高。
发明内容
铸铁堆焊材料的基础上通过添加适量的硼元素来提高耐磨性。
本发明的药芯焊丝，其特征在于堆焊层中形成的合金元素的含量在如下范围内：
铬20～35％；碳5～6％；硼0.3～1.6％。
本发明的焊丝是通过以下方法实现的：
钢带轧制成U形，向U形槽中加入事先配好并经充分混合的合金粉末到预定的填充率，然后扎制成O形，并通过拔丝机拉拔到合适的最终尺寸。
具体实施例如下
(1)选用16×0.35(宽度16mm，厚度0.35mm)的钢带，先将其轧制成U形。取碳化铬240克或高碳铬铁300克，碳化硼30克或硼铁80克，硅粉10克或硅铁20克，锰粉10克或锰铁20克，石墨20克，将所取粉末充分混合均匀，然后通过送粉器将粉末加入U形钢带槽中，填充率31％或44％，将U形槽合口，使合金粉末包含其中，然后经拔丝机拉拔到最终尺寸。
(2)选用16×0.3(宽度16mm，厚度0.3mm)的钢带，先将其轧制成U形。取碳化铬300克或高碳铬铁380克，碳化硼17克或硼铁65克，硅粉10克或硅铁20克，锰粉10克或锰铁20克，石墨15克，将所取粉末充分混合均匀，然后通过送粉器将粉末加入U形钢带槽中，填充率36％或50％，将U形槽合口，使合金粉末包含其中，然后经拔丝机拉拔到最终尺寸。
(3)选用16×0.25(宽度16mm，厚度0.25mm)的钢带，先将其轧制成U形。取碳化铬340克或高碳铬铁430克，碳化硼10克或硼铁40克，硅粉10克，锰粉10克，石墨15克，将所取粉末充分混合均匀，然后通过送粉器将粉末加入U形钢带槽中，填充率39％或51％，将U形槽合口，使合金粉末包含其中，然后经拔丝机拉拔到最终尺寸。
(4)选用16×0.25(宽度16mm，厚度0.25mm)的钢带，先将其轧制成U形。取碳化铬400克，碳化硼4克或硼铁15克，硅粉10克或硅铁20克，锰粉10克或锰铁20克，石墨20克，将所取粉末充分混合均匀，然后通过送粉器将粉末加入U形钢带槽中，填充率44％或48％，将U形槽合口，使合金粉末包含其中，然后经拔丝机拉拔到最终尺寸。
(5)选用16×0.3(宽度16mm，厚度0.3mm)的钢带，先将其轧制成U形。取碳化铬370克或高碳铬铁430克，碳化硼8克或硼铁30克，硅粉10克或硅铁20克，锰粉10克或锰铁20克，石墨25克，将所取粉末充分混合均匀，然后通过送粉器将粉末加入U形钢带槽中，填充率42％或52％，将U形槽合口，使合金粉末包含其中，然后经拔丝机拉拔到最终尺寸。
(6)选用16×0.3(宽度16mm，厚度0.3mm)的钢带，先将其轧制成U形。取碳化铬300克或高碳铬铁400克，碳化硼7克或硼铁25克，硅粉10克或硅铁20克，锰粉10克或锰铁20克，石墨16克，将所取粉末充分混合均匀，然后通过送粉器将粉末加入U形钢带槽中，填充率34％或46％，将U形槽合口，使合金粉末包含其中，然后经拔丝机拉拔到最终尺寸。
(7)选用16×0.3(宽度16mm，厚度0.3mm)的钢带，先将其轧制成U形。取碳化铬280克或高碳铬铁380克，碳化硼12克或硼铁50克，硅粉10克或硅铁20克，锰粉10克或锰铁20克，石墨16克，将所取粉末充分混合均匀，然后通过送粉器将粉末加入U形钢带槽中，填充率33％或48％，将U形槽合口，使合金粉末包含其中，然后经拔丝机拉拔到最终尺寸。
(8)选用16×0.3(宽度16mm，厚度0.3mm)的钢带，先将其轧制成U形。取碳化铬280克或高碳铬铁390克，碳化硼10克或硼铁35克，硅粉10克或硅铁20克，锰粉10克或锰铁20克，石墨16克，将所取粉末充分混合均匀，然后通过送粉器将粉末加入U形钢带槽中，填充率33％或48％，将U形槽合口，使合金粉末包含其中，然后经拔丝机拉拔到最终尺寸。
(9)选用16×0.3(宽度16mm，厚度0.3mm)的钢带，先将其轧制成U形。取碳化铬280克或高碳铬铁390克，碳化硼9克或硼铁30克，硅粉10克或硅铁20克，锰粉10克或锰铁20克，石墨16克，将所取粉末充分混合均匀，然后通过送粉器将粉末加入U形钢带槽中，填充率33％或48％，将U形槽合口，使合金粉末包含其中，然后经拔丝机拉拔到最终尺寸。
本发明的焊丝可用于埋弧堆焊，也可用于不使用焊剂的明弧堆焊，还可以用于各种气体保护焊接。
典型应用，可以应用于矿渣立磨、水泥厂生料立磨、电厂中速磨煤机等。
本发明的焊丝不受上述实施例的限制，任何在本发明的权利要求书要求保护的范围内的改进和变化都在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.本发明涉及一种高耐磨堆焊药芯焊丝，其特征在于堆焊层中形成的合金元素的含量在如下范围内：
铬    20～35％
碳    5～6％
硼    0.3～1.6％。
2.根据权利要求1所述的焊丝，其特征在于可以应用于电厂中速磨煤机的磨辊和磨盘衬板等的堆焊修复和制造。
3.根据权利要求1所述的焊丝，其特征在于可以应用于水泥厂生料、熟料立磨磨辊和磨盘衬板等的堆焊修复和制造。
4.根据权利要求1所述的焊丝，其特征在于可以应用于矿渣(钢渣、水渣)立磨的磨辊和磨盘衬板等的堆焊修复和制造。
5.根据权利要求1所述的焊丝，其特征在于可以采用明弧堆焊。
6.根据权利要求1所述的焊丝，其特征在于可以采用埋弧堆焊。
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