CN102618778A - 无药皮高铬铸铁焊补用电焊条及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无药皮高铬铸铁补焊用电焊条，该焊条没有药皮，只有焊芯，所述焊芯由以下组分按重量百分比组成：C 2.75-2.85％，Si 0.50-0.80％，Mn 0.70-0.80％，Cr28-29％，Ni 0.40-0.60％，Mo 0.40-0.60％，Cu 0.40-0.60％，P≤0.04％，S≤0.04％，其余为Fe。其中，Cr与C之比在9.8-10.5之间。用中频感应电炉熔炼铁水，采用水玻璃砂二氧化碳硬化砂型或粘土砂型，并以重力或真空浇注方法制造。其合金化程度高，易于焊接，元素烧损少，熔敷金属时，熔敷金属中的元素成分与母材匹配程度高，合金元素分布均匀，堆焊层不易脱落，与母材色差小。

Description

无药皮高铬铸铁焊补用电焊条及其制备方法

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及高铬铸铁焊补用电焊条。

背景技术

高铬铸铁焊接过程中在热应力冲击下，铸件表层残余奥氏体诱发马氏体，引起体积膨胀，产生破碎状裂纹，在内应力下，尖角处裂纹扩张直至铸件断裂。由于常规方法补焊，焊补处组织、性能与母材匹配困难，使得焊补部位因焊材与母材结合强度低很易脱落，即使不脱落，焊补处与母材成分不一致，性能无法匹配。焊补处使用中急剧磨损，从而形成一磨损源，工件很快失效。因此，采用常规焊补工艺方法无法焊补铸造缺陷，只能报废。对于生产高铬铸铁件的厂家，由于铸造缺陷造成的报废铸件，每年会有几十万甚至上百万元人民币的经济损失。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种无药皮高铬铸铁补焊用电焊条。其合金化程度高，易于焊接，元素烧损少，熔敷金属时，熔敷金属中的元素成分与母材匹配程度高，合金元素分布均匀，堆焊层不易脱落，与母材色差小。

为了解决上述技术问题，本发明无药皮高铬铸铁补焊用电焊条予以实现的技术方案是：该焊条没有药皮，只有焊芯，所述焊芯由以下组分按重量百分比组成：

C           2.75-2.85％，

Si          0.50-0.80％，

Mn          0.70-0.80％，

Cr          28-29％，

Ni          0.40-0.60％，

Mo          0.40-0.60％，

Cu          0.40-0.60％，

P≤0.04％，

S≤0.04％，

其余为Fe。

进一步讲，其中的Cr与C之比在9.8-10.5之间。

本发明无药皮高铬铸铁补焊用电焊条的制备方法，用中频感应电炉熔炼铁水，采用水玻璃砂二氧化碳硬化砂型或粘土砂型，并以重力或真空浇注方法制造。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明高铬铸铁焊补用焊条成分中，对于各化学元素及含量的限定可以使焊条成分与母材成分基本一致，焊材和母材的融合性好，颜色一致。另外，为了是补焊位置获得较高的耐磨性和耐腐蚀性，焊芯中的含铬量与含碳量(Cr/C)之比在9.8-10.5之间，加入量分别为：Cr 28-29％，C 2.75-2.85％。为了提高堆焊金属硬度、韧性和强度，焊芯中加入了Mn，Mo和Cu元素。还有，焊芯中Si的加入可有助于补焊过程中的脱氧及提高铬的过渡率。本发明高铬铸铁焊条采用水玻璃砂二氧化碳硬化砂型或粘土砂型，并以重力浇注而成，制备工艺简单，成本低。

本发明高铬铸铁焊补用焊条可以使用脉冲电流焊接，在较小的电流条件下实施焊接，电弧稳定性好，不易出现高碳粗大马氏体组织。抗裂性能好，堆焊层平均硬度高，特别适于冶金、矿山、机械及水利水电等行业装备的制造与修复。

附图说明

图1是本发明无药皮高铬铸铁焊补用电焊条焊芯砂型铸造示意图；

图2是图1所示焊芯砂型的A-A横断面示意图。

图中：1-浇注口，2-焊条型。

具体实施方式

以下通过实施例讲述本发明的详细过程，提供实施例是为了理解的方便，绝不是限制本发明。

实施例1：

本发明无药皮高铬铸铁补焊用电焊条，没有药皮，只有焊芯，组成所述焊芯的组分见以下表1。按照以下表1中组分的重量百分比称量各个组分，采用中频感应电炉熔配上述各个组分的混合溶液进行多元合金化处理。根据需要的焊条直径，采用相应的焊条模型，通过造型工艺做出如图1和图2所示的焊芯砂型，位于上方的为浇注口1，其浇注口1下方为焊条型2，本实施例中是直径φ2mmx200mm的高铬合金焊条，该焊条砂型可以采用水玻璃砂二氧化碳硬化砂型或粘土砂型，型腔中无需刷涂料，采用重力浇注法，浇注温度为1550℃，浇包要烘烤至暗红色，其温度应在650-750℃之间，铁水浇入型腔后1小时，开箱取出焊条。由于是采用砂型铸造焊条，其表面光洁度有可以不够高，取出焊条后在砂轮机上磨去毛刺后即可使用。若采用的是真空浇注，其工艺条件与上述的基本相同，仅在浇注过程中对铸型给予0.01-0.03Mpa真空度即可，真空浇注过程有利于提高铁水的充型能力，保证焊条成型完整。

实施例2：

按以下表1中指定的各组分含量重复实施例1的方法。

实施例3：

按以下表1中指定的各组分含量重复实施例1的方法。

表1.实施例1-3中焊芯组分表(wt％)

实施例	C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	Cu	P	S	Fe
											1	2.75	0.65	0.75	28	0.60	0.40	0.40	0.03	0.04	余量
2	2.8	0.50	0.70	28.5	0.50	0.50	0.50	0.03	0.03	余量
											3	2.85	0.80	0.80	29	0.40	0.60	0.60	0.04	0.04	余量

经检测，利用上述实施例1-3制得的焊条对高铬铸铁进行焊补后的性能指标如下表2所示，从数据中可看出铸件焊补处与铸件本体的金相组织和硬度是一致的。

表2。性能指标检测结果

注：表2中，金相组织中M代表Fe，Cr等金属原子，C代表碳原子。

本发明焊条具有如下特点：

1、热输入和热影响区极小，可防止焊补时铸件表面残余奥氏体诱发马氏体，引起体积膨胀产生破碎状裂纹。

2、由于采用铸件和焊条相同成份，焊后无色差，而且焊后可进行后期热处理，其性能完全匹配一致。

3、采用精密氩弧焊，结合强度极高，焊后可进行抛，磨等后续加工，无焊补痕迹。

4、铸件无需预热常温冷焊修复，无变形和残余应力极低，铸件组织不发生变化。

尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (3)

1.一种无药皮高铬铸铁补焊用电焊条，其特征在于，没有药皮，只有焊芯，所述焊芯由以下组分按重量百分比组成：

C        2.75-2.85％，

Si       0.50-0.80％，

Mn       0.70-0.80％，

Cr       28-29％，

Ni       0.40-0.60％，

Mo       0.40-0.60％，

Cu       0.40-0.60％，

P≤0.04％，

S≤0.04％，

其余为Fe。

2.根据权利要求1所述的无药皮高铬铸铁补焊用电焊条，其特征在于，Cr与C之比在9.8-10.5之间。

3.根据权利要求1或2所述的无药皮高铬铸铁补焊用电焊条的制备方法，其特征在于，用中频感应电炉熔炼铁水，采用水玻璃砂二氧化碳硬化砂型或粘土砂型，并以重力或真空浇注方法制造。

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