CN102343486B - 风机叶片用高耐磨抗冲蚀堆焊药芯焊丝 - Google Patents
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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
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)
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。
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