CN102513742A

CN102513742A - 一种高铬铸铁明弧堆焊药芯焊丝及其制备

Info

Publication number: CN102513742A
Application number: CN2011104469575A
Authority: CN
Inventors: 郑子行; 杨敬雷; 郑子新; 杨新禄; 杨钢; 杨天文
Original assignee: TIANJIN DAQIAO SOLDERING WIRE OF METAL CO Ltd
Current assignee: TIANJIN DAQIAO SOLDERING WIRE OF METAL CO Ltd
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2012-06-27

Abstract

本发明涉及一种高铬铸铁明弧堆焊药芯焊丝，药芯的质量分数组成为：高碳铬铁40～60%，石墨1～6%，电解锰4～8%，低硅铁2～6%，金属铬10～30%，铝镁合金8～15%，其它合金10～20%；以本发明药芯焊丝焊接时，稀释率低电弧稳定，焊缝无渣并具有超高的硬度和耐蚀性能，且无需加任何焊剂和保护气体便可直接进行堆焊，降低了施工成本，减少了操作上的不便。

Description

一种高铬铸铁明弧堆焊药芯焊丝及其制备

技术领域

本发明涉及焊接材料技术领域，特别涉及一种高铬铸铁明弧堆焊药芯焊丝及其制备方法。

背景技术

高铬铸铁材料具有比较好的耐磨性及一定的耐腐蚀性能，国内企业在进行磨煤辊堆焊、磨盘堆焊时通常使用这种材料，同时会采用埋弧焊丝搭配焊剂实施堆焊。但其存在着以下的缺点：焊缝熔深较大，母材对材料的稀释比较严重，往往需要堆焊多层才能达到所需的硬度值HRC60,因而堆焊材料的浪费不可避免；另外，由于埋弧焊施焊时必须遵守的操作规范多且严格，包括施焊操作必须增加一些装置；同时，它还需要搭配焊剂来进行保护，这些都造成了施工成本的上升以及工作上的不便。

发明内容

本发明人经过大量研究实验，开发出了一种高铬铸铁明弧堆焊药芯焊丝。本焊丝具有自保护即可直接焊接不需焊剂保护、无需清渣、熔深浅、母材对焊接材料的稀释率小等特点，且可明弧焊接，能间接观察熔池，方便调节焊丝工艺性能。

本发明采用以下技术方案实现：

药芯焊丝的外表钢带材料采用优质低碳冷轧钢带，药芯的质量分数组成为：高碳铬铁40～60%，石墨1～6%，电解锰4～8%，低硅铁2～6%，金属铬10～30%，铝镁合金8～15%，其它合金10～20%。

为了获得更好的效果，优选：其它合金为还原铁粉。

本发明药芯焊丝采用行业内通用的常规生产制造工艺即可制备，为了实现最佳综合性能，药粉原材料优选：高碳铬铁的碳含量大于8%，铬含量大于60%，石墨的碳含量大于80%，电解锰的锰含量大于等于99%，金属铬的铬含量大于等于99%，低硅铁的硅含量为40～46%；上述各种原材料均过60目筛。

本发明药芯焊丝的耐磨、耐蚀机理：

高铬铸铁堆焊层的合金系为Fe-Cr-C ,它的强化相主要是碳化物,其耐磨性的好坏是由碳化物的种类、数量、尺寸、形态和分布决定的,另外基体组织对耐磨性也有一定的影响。高铬铸铁中的碳化物有三种形式,它们分别是(Cr、Fe)3C,(Cr、Fe)7C3和(Cr、Fe)23C6。这三种碳化物具有不同的晶体结构和硬度，(Cr、Fe)3C为渗碳体型碳化物,具有斜方晶体结构,显微硬度为840～1100 HV。(Cr、Fe)7C3有两种晶体形态,共晶(Cr、Fe)7C3为板条状,初生(Cr、Fe)7C3 具有六方棱柱结构,且初生(Cr、Fe)7C3硬度较高，显微硬度在1400HV以上。Cr23C6为面心立方结构,其显微硬度约为1000～1100HV。因此为提高耐磨性,堆焊层中应含有大量的初生(Cr、Fe)7C3。

本发明的优点和特点是:

1.采用本发明药芯焊丝焊接时，无需加任何焊剂和保护气体便可直接进行堆焊，降低了施工成本，减少了操作上的不便。

2.稀释率低，电弧稳定。

3.焊缝无渣，且具有超高的硬度和耐蚀性能。

具体实施方式

为了理解本发明，下面结合实施例进一步说明本发明，但不限制本发明。

实施例1～4 制备本发明高铬铸铁明弧堆焊药芯焊丝

焊丝的外表钢带采用低碳冷轧钢带，宽度为16mm，厚度为0.30mm；其化学成分如表1所示。

表1、低碳冷轧钢带化学成分（质量分数）

C	Mn	Si	S	P
					≤0.05	0.18-0.26	≤0.10	≤0.03	≤0.03

按表2取各原料粉，混合均匀，装入药芯焊丝成型机的添粉装置中，给逐步轧制成型的药芯焊丝均匀添加药粉。再经过拉丝机将焊丝拔制成直径为2.4～3.2毫米的药芯焊丝。

表2 高铬铸铁明弧堆焊药芯焊丝药粉质量分数配方（%）

实验例1～4

用本发明实施例1-4所制备的药芯焊丝，采用平特性电源的焊机直接进行堆焊，堆焊电流选用400A，试板为普通低碳钢板，尺寸为200X100X20mm，堆焊三层。观测到焊缝表面有横向微裂纹，裂纹的出现能降低堆焊过程产生的应力，防止剥落。

实验例5～8

对本发明实施例1-4所制备的药芯焊丝进行测试，测试结果如表3。

表3 实施例1–4高铬铸铁明弧堆焊熔敷金属化学成分（质量分数）

	平均硬度（HRC）	C	Mn	Si	S	P	Cr	其它
									实施1	60.2	4.88	1.80	1.50	0.014	0.015	25.8	3.0
实施2	60.5	4.90	1.82	1.52	0.012	0.016	26.0	3.0
									实施3	60.8	4.92	1.78	1.55	0.015	0.018	26.2	3.0
实施4	61.0	5.00	1.85	1.50	0.013	0.016	26.4	3.0

Claims

1.一种高铬铸铁明弧堆焊药芯焊丝，由低碳冷轧钢带外皮内裹药芯构成，其特征在于药芯的质量分数组成为：高碳铬铁40～60%，石墨1～6%，电解锰4～8%，低硅铁2～6%，金属铬10～30%，铝镁合金8～15%，其它合金10～20%。

2.根据权利要求1所述的一种高铬铸铁明弧堆焊药芯焊丝，其特征在于药芯的质量分数组成为：高碳铬铁40～60%，石墨1～6%，电解锰4～8%，低硅铁2～6%，金属铬10～30%，铝镁合金8～15%，还原铁粉10～20%。

3.如权利要求1所述的一种高铬铸铁明弧堆焊药芯焊丝的制备方法，其特征在于制备药芯选取的药芯原料为：高碳铬铁的碳含量大于8%，铬含量大于60%，石墨的碳含量大于80%，电解锰的锰含量大于等于99%，金属铬的铬含量大于等于99%，低硅铁的硅含量为40～46%；使用前将其过60目筛。