CN101837523B - 钛强化耐磨埋弧堆焊药芯焊丝 - Google Patents

钛强化耐磨埋弧堆焊药芯焊丝 Download PDF

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Abstract

本发明所公开的是一种钛强化耐磨埋弧堆焊药芯焊丝，包括低碳钢空心焊丝和设在所述空心焊丝内的粉体药芯，以其所述粉体药芯的组分及各组分的重量百分含量是(％)：高碳铬铁30～55，钛铁10～25，铁粉25～55为主要特征。使用本发明的堆焊焊层，具有硬度分布均匀，耐磨性高等特点，且其焊接工艺性能良好。

Description

钛强化耐磨埋弧堆焊药芯焊丝
技术领域
本发明涉及一种钛强化耐磨埋弧堆焊药芯焊丝，属于焊接材料技术领域。背景技术
药芯焊丝，是将合金元素(粉体药芯)包裹在钢皮中，经拉拔成不同直径而成的药芯焊丝。
药芯焊丝经焊接熔化后，形成具有耐磨损、耐腐蚀和耐高温等特殊性能的合金焊层。药芯焊丝埋弧焊，在修复和复合制造中占有重要的地位，广泛应用于机械工程结构的高耐磨损等机械结构件的复合部位。
目前堆焊修复的耐磨药芯焊丝，一般都含有碳、铬、硅、锰等合金元素，很少或几乎不含有强碳化物形成元素。
一般认为，增强材料表面强度和改善耐磨性的有效途径，是提供材料的表面硬度和强韧性。较为理想的焊层组织结构为坚韧、连续的基体上均匀分布的高熔点、高硬度、稳定性好的质点。堆焊焊层的耐磨性主要由碳化物的种类、分布和面积比而定。耐磨粉体药芯中所含有的铬，在堆焊过程中与碳和铁形成复合碳化物(Cr、Fe)7C3的六方棱柱性结构，其表面硬度为HV1200～1800，侧面的硬度比正表面要稍低。由此可见，已有的用于堆焊修复的药芯焊丝，远不能满足钢铁厂的轧辊，火力电厂的磨煤辊和工程挖掘机械等的复合制造和维修再造等的需求。
发明内容
本发明旨在粉体药芯中，通过添加钛元素，而钛在堆焊过程中，既能排除熔池中的氧，又能在堆焊熔池金属中与碳结合，形成碳化钛非自发形核的核心，而显著细化晶粒，且由于碳化钛能单独存在于堆焊合金中，起到耐磨质点的作用，使耐磨性进一步提高，而提供一种钛强化耐磨埋弧堆焊的药芯焊丝。
本发明实现其目的的技术方案是：
一种钛强化耐磨埋弧堆焊药芯焊丝，包括低碳钢空心焊丝和设在所述空心焊丝内的粉体药芯；所述粉体药芯在所述空心焊丝内的填充率在30～50％范围内，其创新点在于：
所述粉体药芯的重量配比是：
高碳铬铁      30～55％；
钛    铁      10～25％；
铁    粉      25～55％。
在上述粉体药芯中各组分的主要作用在于：
高碳铬铁：其成分为62.0～72.0％Cr，≤6.0％C，余为Fe。由它向堆焊合金中过渡合金元素。
钛铁：其成分为25.0～35.0％Ti，余为Fe。所述钛铁是脱氧剂和碳化物形成元素。由其在堆焊焊层中优先与碳结合形成碳化钛硬质耐磨相。
铁粉：向堆焊合金补充合金元素。
上述粉体药芯在空心焊丝内的填充率，可根据实际使用要求和工况，在30％～50％之间调整。
由以上所给出的技术方案和粉体药芯各组分的作用描述可以明了，本发明在其粉体药芯中，由于钛金属元素的存在，而既能在堆焊过程中充分脱氧，又能在堆焊高温熔池中与碳充分反应生成TiC硬质相，且所述TiC能均匀弥散分布在堆焊合金内，从而在细化晶粒提高强韧性的同时，提高了堆焊层的硬度，增强了耐磨性能，实现了本发明的目的。
在上述技术方案中，本发明主张所述低碳钢空心焊丝是H08A钢制件，或者是H10钢制件。但不局限于此。试验结果表明，含碳量在0.2％以下的低碳钢制件，都是可以用来制备本发明空心焊丝的。
上述技术方案得到实施后，其试用结果表明：本发明药芯焊丝焊接工艺性能良好，堆焊层表面硬度分布均匀，平均硬度在HRC42～65范围内，耐磨性为Q235碳钢的10-30倍，并具有抗气孔能力强以及合金化均匀程度高等优点，实现了本发明的初衷。
附图说明
图1是本发明一种具体实施方式的制备工艺流程图。
具体实施方式
以下对照附图，通过具体实施方式的描述，对本发明作进一步说明。
具体实施方式之一，如附图1所示。
一种钛强化埋弧堆焊药芯焊丝，包括H08A低碳钢空心焊丝和设在所述空心焊丝内的粉体药芯，所述粉体药芯的重量配比是：所述高碳铬铁37％，所述钛铁12％，铁粉51％。填充率34％。药芯焊丝堆焊层平均硬度HRC49。
具体实施方式之二，如附图1所示。
一种钛强化埋弧堆焊药芯焊丝，包括H10低碳钢空心焊丝和设在所述空心焊丝内的粉体药芯，所述粉体药芯的重量配比是：所述高碳铬铁47％，所述钛铁20％，铁粉33％。填充率为46％。药芯焊丝堆焊层平均硬度HRC60。
由上述两个实例可以明了，本发明的效果是十分理想的。

Claims (2)

1.一种钛强化耐磨埋弧堆焊药芯焊丝，包括低碳钢空心焊丝和设在所述空心焊丝内的粉体药芯；所述粉体药芯在所述空心焊丝内的填充率在30～50％范围内，其特征在于：
a、所述粉体药芯的重量配比是：
高碳铬铁      30～55％；
钛    铁      10～25％；
铁    粉      25～55％。
2.根据权利要求1所述的钛强化耐磨埋弧堆焊药芯焊丝，其特征在于，所述低碳钢空心焊丝是H08A钢制件，或者是H10钢制件。
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