CN102343486B

CN102343486B - 风机叶片用高耐磨抗冲蚀堆焊药芯焊丝

Info

Publication number: CN102343486B
Application number: CN201010240880.1A
Authority: CN
Inventors: 唐亮; 胡建平
Original assignee: BEIJING KOOBEN TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: BEIJING KOOBEN TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2030-07-30
Also published as: CN102343486A

Abstract

一种用于风机叶片耐磨堆焊的药芯焊丝，属于焊接材料领域。本发明要解决的问题是风机叶片的使用寿命。本发明所提供的堆焊药芯焊丝，采用碳钢钢带包裹金属粉末和少量矿物粉。金属铬：30～40％；碳化铬：5～10％；钒铁：3～5％；镍粉：2～4％；75号硅铁：2～5％；高碳锰铁：2～5％；钛白粉10～12％；萤石1～5％；长石2～5％；石英1～5％；余量为铁。本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)堆焊层硬度高，抗冲蚀能力强，不脱落；(2)成型好，脱渣性好。

Description

风机叶片用高耐磨抗冲蚀堆焊药芯焊丝

技术领域

一种用于抗冲蚀磨损的堆焊药芯焊丝，属于材料加工工程中的焊接领域，该发明主要用于风机叶片的耐磨堆焊制造及修复。

背景技术

磨损是一种与材料表面状态有关的现象。要提高叶轮的寿命，必须对叶片表面进行强化，使其能经受住磨损。通过研究磨损叶片的表面状况，发现磨损最严重的部位已成豁口状(局部磨穿)，稍严重部位已磨成薄刃状，其他部位的表面磨成一道道微细沟槽。根据现场工作条件，判定叶轮主要受到冲蚀磨损和磨料磨损.其中，主要是受到物料的冲蚀磨损，即微小的尘埃和煤灰等颗粒，在风压作用下，对高速运转的叶片表面进行了显微切削，造成了叶片的磨损。

目前常用提高风机叶片耐磨性的方法主要有：镶陶瓷块法、氧-乙炔喷涂法及堆焊法。在叶片表面镶陶瓷块，虽然陶瓷片很耐磨，但实际应用中，由于粘结剂部分容易首先被磨损，或陶瓷粘结不足，会出现局部脱落，由此易引起排粉机叶轮发生局部严重磨损。氧-乙炔喷涂法，由于涂层中粒子与粒子的粘结强度、涂层与机体的结合强度均比较低，因此，很难满足高粉尘密度环境下服役的排粉机叶轮对抗磨性的要求。本发明采用堆焊工艺提高风机叶片的耐磨性，由于堆焊后冶金结合能力强，克服了镶陶瓷块和喷焊脱落的问题，同时该发明采用细丝堆焊，焊接热输入小，这样就克服了堆焊后叶片变形的问题。

发明内容

本发明所提供的风机耐磨堆焊药芯焊丝，其特征在于所述的药芯成分质量百分含量范围如下：金属铬：30～40％；碳化铬：5～10％；钒铁：3～5％；镍粉：2～4％；75号硅铁：2～5％；高碳锰铁：2～5％；钛白粉10～12％；萤石1～5％；长石2～5％；石英1～5％；余量为铁。

其中各组分作用如下：

金属铬粉：向焊缝金属过渡合金元素。

碳化铬：向焊缝金属过渡合金元素。

钒铁：向焊缝金属过渡合金元素，细晶强化。

镍粉：增强基体韧性。

硅铁：脱氧，增强熔敷金属流动性。

高碳锰铁：与硅联合脱氧。

钛白粉：造渣，保护合金元素。

萤石：造渣稳弧，减少气孔。

长石：造渣，保护合金元素。

石英：造渣，保护合金元素。

本发明的制备方法采用现有技术，包括以下步骤：

1、将轧钢带成U形，再向U形槽中加入占本发明焊丝总重的20～35％的药芯；

2、将U形槽合口，使药芯包裹其中，通过拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.6mm，得到最终产品。

附图说明

图1：药芯焊丝成形工艺示意图。

具体实施方式

所有实施例焊丝都是由被动拉拔式药芯焊丝机制出：

1.选用10×0.3(宽度为10mm，厚度为0.3mm)的H08A冷轧钢带。先将其轧成U形。取药粉共10千克，金属铬粉末3.0千克、钒铁粉末0.3千克、镍粉：0.2千克、75号硅铁：0.2千克、高碳锰铁：0.5千克、钛白粉：1.0千克、萤石：0.1千克、长石0.2千克、石英0.1千克，余量为还原铁粉。(所取粉末的粒度为能通过60目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的H08A冷轧钢带槽中，填充率为35％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为：3.0mm、2.8mm、2.6mm、2.4mm、2.2mm、2.0mm、1.8mm、1.6mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.6mm。在规格为200mm×100mm×10mm的Q235钢上，焊接电流150～220A，焊接电压20～30V。堆焊层熔敷金属硬度、相对耐磨性见表1。

2.选用10×0.3(宽度为10mm，厚度为0.3mm)的H08A冷轧钢带。先将其轧成U形。取药粉共10千克，金属铬粉末3.5千克、碳化铬粉末0.8千克；钒铁粉末0.4千克、镍粉：0.4千克、75号硅铁：0.5千克、高碳锰铁：0.5千克、钛白粉：1.2千克、萤石：0.3千克、长石0.5千克、石英0.5千克，余量为还原铁粉。(所取粉末的粒度为能通过60目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的H08A冷轧钢带槽中，填充率为30％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为：3.0mm、2.8mm、2.6mm、2.4mm、2.2mm、2.0mm、1.8mm、1.6mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.6mm。规格为200mm×100mm×10mm的Q235钢，焊接电流150～220A，焊接电压20～30V。。堆焊层熔敷金属硬度、相对耐磨性见表1。

3.选用10×0.3(宽度为10mm，厚度为0.3mm)的H08A冷轧钢带。先将其轧成U形。取药粉共10千克，金属铬粉末3.5千克、碳化铬粉末0.7千克；钒铁：0.4千克、镍粉：0.3千克、硅铁：0.4千克、高碳锰铁：0.2千克、钛白粉：1.1千克、萤石：0.5千克、长石0.3千克、石英0.5千克、余量为还原铁粉(所取粉末的粒度为能通过60目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的H08A冷轧钢带槽中，填充率为25％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为：3.0mm、2.8mm、2.6mm、2.4mm、2.2mm、2.0mm、1.8mm、1.6mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.6mm。规格为200mm×100mm×10mm的Q235钢，焊接电流200～320A，焊接电压20～32V。堆焊层熔敷金属硬度、相对耐磨性见表1。

4.选用10×0.3(宽度为14mm，厚度为0.3mm)的H08A冷轧钢带。先将其轧成U形。取药粉共10千克，金属铬粉末4.0千克、碳化铬1.0千克、钒铁：0.5千克、镍粉：0.4千克、硅铁：0.2千克、高碳锰铁：0.3千克、钛白粉：1.2千克、萤石：0.2千克、长石0.2千克、石英0.5千克、余量还原铁粉。(所取粉末的粒度为能通过60目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的H08A冷轧钢带槽中，填充率为20％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为：3.0mm、2.8mm、2.6mm、2.4mm、2.2mm、2.0mm、1.8mm、1.6mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.6mm。规格为200mm×100mm×10mm的Q235钢，焊接电流150～220A，焊接电压20～30V。堆焊层熔敷金属硬度、相对耐磨性见表1。

表1所测硬度均采用HR-150A洛氏硬度机，载荷为150kg，对堆焊层取十点测试硬度，最后得到该焊丝堆焊层的平均洛氏硬度值。

磨损实验采用MLS-225型湿式橡胶轮磨粒磨损试验机进行磨损实验。在堆焊层中取六个55×25×5mm磨损式样，磨损实验时，实验参数如下：橡胶轮转速：240转/分，橡胶轮直径：178mm，橡胶轮硬度：60(邵尔硬度)，载荷：10Kg，磨损时间：250s，橡胶轮转数：约1000转，磨料：40～70目的石英砂。材料的耐磨性能用磨损的失重量来衡量。在实验前、后，将试件放入盛有丙酮溶液的烧杯中，在超声波清洗仪中清洗3～5分钟，实验时用Q235钢作为对比，对比件失重量与测量件失重量之比作为该配方的相对耐磨性。相对耐磨性

如表1所示，所研制的药芯焊丝堆焊层硬度大于HRC60，耐磨性好，其相对耐磨性为Q235的24倍以上，能满足风机叶片的使用要求。

表1各实施例堆焊层熔敷金属硬度与相对耐磨性

	硬度(HRC)	相对耐磨性(ε)
			1	60.12	23.9
2	60.57	25.1
			3	61.32	24.5
4	60.18	24.1
			Q235	20	1

Claims

1.一种用于风机叶片耐磨堆焊的药芯焊丝，焊丝采用碳钢钢带包裹矿物粉末，所添加的粉末包括以下质量百分比含量的物质：金属铬：30～40％；碳化铬：5～10％；钒铁：3～5％；镍粉：2～4％；75号硅铁：2～5％；高碳锰铁：2～5％；钛白粉10～12％；萤石1～5％；长石2～5％；石英1～5％；余量为铁。