CN101450424A - 一种用于埋弧堆焊连铸足辊的药芯焊丝 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于连铸足辊埋弧堆焊的药芯焊丝，所述的药芯包括以下重量百分比的物质：金属铬：20～50％，金属锰：5～15％，金属镍：10～30％，氮化物：5～15％，金属钴：5～15％，金属钼：2～10％，钒铁：2～7％，钨铁：1～5％，氟化物：3～15％。该焊丝采用超低碳氮强化，解决了连铸足辊使用寿命偏低的情况。且该焊丝的堆焊工艺性能优良，可广泛用于连铸足辊的埋弧堆焊。

Description

一种用于埋弧堆焊连铸足辊的药芯焊丝
技术领域
本发明属于材料加工工程的焊接领域，具体地说涉及一种用于埋弧堆焊连铸足辊的药芯焊丝。
背景技术
连铸足辊的工况条件十分苛刻，一方面要承受上千摄氏度高温钢坯的鼓肚力和静压力而引起的循环载荷；另一方面，还要承受喷淋冷却水的交变热循环作用，其破坏形式除不同程度的磨损、腐蚀和弯曲变形外，辊面还将产生较严重的龟裂状热疲劳裂纹。当裂纹的深度或长度超过所能允许的极限值时，在使用过程中将会突发的失稳断裂而影响生产。所以，提高连铸足辊的使用寿命一直是国内外堆焊行业的研究重点。
国内外连铸足辊堆焊大多用1Cr13NiMo堆焊焊带或药芯焊丝。由于该材料抗冷热疲劳和抗腐蚀性能不足以及堆焊工艺的限制，在使用过程中连铸辊表面易出现点状腐蚀和较严重的龟裂状热裂纹，由此导致的缺陷直接降低了连铸辊的使用寿命。
发明内容
本发明的目的即是针对现有连铸足辊堆焊材料中存在的问题，提供一种用于连铸足辊的堆焊药芯焊丝，拟解决连铸足辊使用寿命低的缺点。
为实现上述目的，本发明提供的用于连铸足辊堆焊的药芯焊丝，其药芯的组成及重量比为：
金属铬：20～50％
金属锰：5～15％
金属镍：10～30％
氮化物：5～15％
金属钴：5～15％
金属钼：2～10％
金属钒：1～5％
氟化物：3～15％。
所述的连铸足辊堆焊药芯焊丝，其中，外用钢带为超低碳冷轧钢带。
所述的连铸足辊堆焊药芯焊丝，其中，药芯焊丝的直径为2.4～4.0mm。
具体实施方式
本发明提供的连铸足辊堆焊药芯焊丝，其药芯焊丝成分及重量比例如下：
金属铬：向堆焊熔敷金属中过渡Cr元素，其质量百分含量为20～50％；
金属锰：向堆焊熔敷金属中过渡Mn元素，脱氧、脱硫，其质量百分含量为5～15％；
金属镍：向堆焊熔敷金属中过渡Ni元素，Ni可保证熔敷金属获得马氏体组织，并有足够的延展性，其质量百分含量为10～30％；
氮化物：向堆焊熔敷金属中过渡N元素，以弥补超低碳引起的强度下降，其质量百分含量为5～15％；
金属钴：Co可以减缓焊接应力和晶格畸变，提高堆焊金属的热强性，其质量百分含量为5～15％；
金属钼：提高堆焊金属的淬硬性和抗热裂性能，其质量百分含量为2～10％；
金属钒：与氮和碳有很强的结合力，可形成硬度高、高温稳定性好，弥散度大的强化相，其质量百分含量为1～5％，
氟化物：去氢，改善电弧性能，其质量百分含量为3～15％。
本发明所提供的连铸足辊埋弧堆焊药芯焊丝，熔敷金属采用超低碳氮强化。在Cr13系堆焊材料的堆焊和使用过程中，将不可避免地在晶界形成碳化铬，而导致晶内贫铬，从而降低堆焊金属的耐热疲劳性和抗高温腐蚀能力，因此应尽可能降低碳含量，同时通过添加足够的氮来弥补强度不足。氮在液态金属中的溶解度很小，因此在配方中采用了特殊的固氮技术(添加强氮化物形成元素)，向堆焊熔敷金属中过渡氮元素，但过多的N会导致堆焊金属产生N2气孔，所以控制药芯成分中氮化物的加入量和固氮元素的加入量是本发明药芯焊丝的关键技术。
本发明的连铸足辊专用药芯焊丝的制备步骤为：
1、选用厚度0.6mm，宽度14mm的超低碳钢带，将其轧成U型，用金属铬30g，金属锰6g，金属镍14g，氮化物5g，金属钴7g，金属钼5g，金属钒3g，氟化物4g。混和后加入U型槽中，填充率为28％，经过合口并逐步减径，最终直径为φ3.2mm。
2、选用厚度0.6mm，宽度14mm的超低碳钢带，将其轧成U型，用金属铬32g，金属锰5g，金属镍17g，氮化物6g，金属钴8g，金属钼6g，金属钒2g，氟化物5g。混和后加入U型槽中，填充率为30％，经过合口并逐步减径，最终直径为φ3.2mm。
3、选用厚度0.6mm，宽度14mm的超低碳钢带，将其轧成U型，用金属铬29g，金属锰5g，金属镍13g，氮化物5g，金属钴5g，金属钼4g，金属钒4g，氟化物5g。混和后加入U型槽中，填充率为32％，经过合口并逐步减径，最终直径为φ3.2mm。
本发明与传统1Cr13的实施效果对比：
 
示例 传统1Cr13 例1 例2 例3
过钢量(万吨) ≤2～3 8.6 10 9

Claims (3)

1、一种用于连铸足辊堆焊的药芯焊丝，其特征在于：药芯的组成及重量比为：金属铬：20～50％，金属锰：5～15％，金属镍：10～30％，氮化物：5～15％，金属钴：5～15％，金属钼：2～10％，金属钒：1～5％，氟化物：3～15％。
2、按照权利要求1所述的连铸足辊堆焊药芯焊丝，其特征在于，药芯焊丝的外用钢带为超低碳冷轧钢带。
3、按照权利要求1所述的连铸足辊堆焊药芯焊丝，其特征在于，药芯焊丝的直径为2.4～4.0mm。
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