CN103406688A - 复合合金耐磨抗剥离堆焊条及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合合金耐磨抗剥离堆焊条，以重量份数计，所述堆焊条的药皮包含以下组分：萤石粉0-15份、碳酸钡粉0-10份、石墨粉8-16份、稀土硅铁合金2-6份、钼铁粉0-10份、铬系合金20-35份、钛铁3-10份、钒系合金10-25份、硼铁合金6-10份，所述铬系合金包含金属铬、高碳铬铁、微碳铬铁中的至少一种，所述钒系合金包含钒铁、钒粉中的至少一种。本发明的焊条堆焊层既保持高硬度、高耐磨性，又具有非常好的抗剥离性能。本发明还公开了上述一种复合合金耐磨抗剥离堆焊条的制备方法。

Description

复合合金耐磨抗剥离堆焊条及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种焊料，尤其涉及一种焊条，该焊条适用于矿山、橡塑、木炭、制糖、建筑砼泵等行业中需耐磨的机械零配件黑色金属表面手弧焊堆焊。本发明还涉及上述焊条的制备方法。

背景技术

作为矿山、橡塑、木炭、制糖、建筑砼泵等机械行业中机械零配件的黑色金属表面，由于受许多沙石、硬纤维状物质等具有质硬、表面粗糙、切削性质的介质及高温、冲击、腐蚀等作用下，会产生严重的各类磨损损失，导致机械零配件过早报废或失效，影响设备的正常运行和生产进度。于是人们就想法对这些零配件表面进行各种处理，如喷涂、热处理、堆焊等。其中堆焊是个有效而经济的办法。堆焊所用的焊接材料有很多，简单实用的手弧焊堆焊条就是其中的一种。这些堆焊条有碳化钨型、高铬型、高锰型等，根据使用场合、要求不同来选用不同类型焊条。其中，在众多合金耐磨堆焊条中，高铬型耐磨焊条是应用最广、效果最好的一种，它广泛适用于中低冲击、强烈磨粒磨损、一定的使用温度和腐蚀介质场合，如木炭和橡塑机中的螺杆、机筒，矿山机械的锤头、对辊，制糖机械的压辊子等。

目前，已有许多高铬型耐磨焊条，其可焊性、耐磨性各有千秋，堆焊层开裂、剥落现象普遍存在，因此如何解决堆焊层高耐磨而又不剥落，就成为了本专利所需达到的目标。

常用的高铬型焊条主要以含高碳、高铬为基础，添加Mo、V、W、Ti、B、Nb等生成碳化物元素及稀土Ce、Y元素，所生成的碳化物具有高硬度、弥散强化、固溶强化、时效强化等效果。C在钢中是主要合金元素，其含量高低直接影响高铬合金堆焊条的硬度及耐磨性，过低时形成的合金碳化物少，硬度低，耐磨性差；但随着碳含量的提高，硬度增加，韧性变差，耐磨性也不一定高，高铬合金耐磨焊条中常含有3-6%的含碳量，以保证焊层有很高的硬度和耐磨性。这也导致焊层容易开裂、剥离的原因之一。

为了解决高铬成分的焊层硬度高、耐磨性好而又抗剥离问题，通常是采用提高焊层的韧性、改变基体组织、结构以及采取合适的焊接工艺来达到。譬如，药皮通常选用碱性渣系，调控好碳酸盐、萤石的比例，尽量减少焊缝中S、P、H、O等杂质含量，含碳、铬量按硬度和耐磨性要求进行调配，并加入含Ti、V、Mo及稀土元素等，于是形成了许多配方系列。但目前，很多配方由于配比不甚合理，导致不同程度地存在焊层冷后再施焊或修补工作中在新焊层与旧焊层、焊层与母材之间产生剥离裂纹甚至剥落现象。因此为了解决这个问题，往往在施焊前要预热工件，有时大型工件还得300℃以上预热，焊后又得保温缓冷。但这还只能在一定程度上解决一至二层直接堆焊在碳钢、较低含碳和合金成分的合金钢上不剥落问题，而要想解决其三层以至多层及磨损后焊层再堆焊修复发生的焊层剥离问题，还得采取其他工艺措施，如碳弧气刨去除原旧焊层，而后采取韧塑性好的焊条打底（过渡层），并使预热温度更高等等。这就增加了施焊难度和施工成本。因此，焊层高硬度、高耐磨与抗剥落性是相互相成的矛盾两面，却又都是相当重要的性能，必须加以协调。

发明内容

针对现有技术不足，本发明要解决的技术问题是提供一种可同时保证焊层具有高硬度、高耐磨性和极佳抗剥落性的复合合金耐磨抗剥离堆焊条。

本发明同时还提供上述高硬度、高耐磨性和极佳抗剥落性的复合合金耐磨抗剥离堆焊条的制备方法。

为了克服现有技术不足，本发明采用的技术方案是：一种复合合金耐磨抗剥离堆焊条，以重量份数计，所述堆焊条的药皮包含以下组分：萤石粉0-15份、碳酸钡粉0-10份、石墨粉8-16份、稀土硅铁合金2-6份、钼铁粉0-10份、铬系合金20-35份、钛铁3-10份、钒系合金10-25份、硼铁合金6-10份，所述铬系合金包含金属铬、高碳铬铁、微碳铬铁中的至少一种，所述钒系合金包含钒铁、钒粉中的至少一种。

作为本发明复合合金耐磨抗剥离堆焊条的技术方案的一种改进，以重量份数计，所述堆焊条的药皮包含以下组分：萤石粉0-15份、碳酸钡粉0-10份、石墨粉8-16份、稀土硅铁合金2-6份、钼铁粉0-10份、铬系合金29-35份、钛铁3-10份、钒系合金10-25份、硼铁合金6-10份。

作为本发明复合合金耐磨抗剥离堆焊条的技术方案的一种改进，以重量份数计，所述堆焊条的药皮包含以下组分：萤石粉15份、碳酸钡粉3份、石墨粉16份、稀土硅铁合金2份、钼铁粉10份、金属铬5份、高碳铬铁5份、微碳铬铁25份、钛铁3份、钒铁8份、钒粉2份、硼铁6份。

作为本发明复合合金耐磨抗剥离堆焊条的技术方案的一种改进，以重量份数计，所述堆焊条的药皮包含以下组分：碳酸钡粉10份、石墨粉8份、稀土硅铁合金6份、高碳铬铁33份、钛铁10份、钒铁25份、硼铁8份。

作为本发明复合合金耐磨抗剥离堆焊条的技术方案的一种改进，以重量份数计，所述堆焊条的药皮包含以下组分：石墨粉13份、稀土硅铁合金6份、钼铁粉10份、金属铬29份、钛铁7份、钒铁22份、钒粉3份、硼铁10份。

作为本发明复合合金耐磨抗剥离堆焊条的技术方案的一种改进，所述焊条堆焊金属成分中包含的硫和磷均不超过总重量0.035%。

铬提高了焊缝金属的淬透性，也可以形成合金渗碳体（铬碳化物）。铬碳化物在奥氏体基体中随焊接过程发生固溶、析出等现象，比如焊接熔池温度在1100℃以上时铬碳化物基本上全部溶入奥氏体中，在冷却过程中产生相变，使得钢中基体转变为主要含残余奥氏体和铬碳化物。C和Cr按含量不同、相变的差异可生成（Fe、Cr）3C或（Fe，Cr）7C3等碳化物，其硬度分别为HV840-1100和1300-1800；，对基体起着固溶等强化作用；不过，铬含量也不能太高，否则会导致焊接工艺变坏，也增加了残余奥氏体数量，降低了硬度和耐磨性。C、Cr两元素是高铬合金焊条的基础，其作用取决于Cr与C的比值，此比值合适时就可既强化基体，基体韧性也得以保持，还可支固其它合金碳化物发挥更好的弥散强化、细晶强化等作用，从而有效地提高整体耐磨性和抗剥离性。但是，仅仅依靠这两元素提高耐磨性是有限的，还得加入足够量的具有形成高硬度弥散强化碳化物元素及具有变质、净化作用的稀土等才能大大提高耐磨性。其中B及其硼化物对提高硬度及耐磨性最为有效，但同时因其硼化物脆性很大，与碳一样极容易导致焊层破裂和剥落，从而达不到耐磨效果。实际上，如果C、B含量控制不好，即使采用何种措施都没法改善焊层的抗剥离性，往往出现硬度高的焊层耐磨性不一定好的现象。在理顺好C、Cr、B之间关系后，要实现高硬、耐磨、抗剥离，就得进一步采用如下措施：加入适量的Mo、V、Ti等元素。其中，V、Mo在钢中主要以VC、Mo2C、（V、Mo）C等形式在奥氏体基体中弥散析出，降低了基体中Cr、C的含量，提高了Ms点，使焊层获得了马氏体基体。其中VC的显微硬度高达HV2800；Ti在钢中形成TiC，其硬度达HV3200。这些高硬碳化物熔点也都高于铬碳化物，如VC要在1200度以上才能溶解。因而在焊接熔池温度降至这些温度以下时便会发生相变析出，基体中的奥氏体析出上述碳化物，或分解成马氏体并存在少量的残留奥氏体，它们只少量固溶于奥氏体中。当含量超过一定量时钢中就可析出相应的硬质相，这些相能单独析出，又能无间隙地固溶而形成复合相析出；各种相的析出表现为相间沉淀或纤维状沉淀等现象，有溶解、粗化、再沉淀析出行为。譬如，在高温时可能溶解，晶粒发生自由长大；也可能不溶解，使晶粒长大始终受到未溶质点的钉扎作用，晶粒长大程度较小；或者说，使位错受阻不能运动，即相界或晶界相对运动着的位错起到了阻碍物的作用，因而这些碳化物硬质相可起着细晶强化、固溶强化、沉淀强化等作用。随着这些合金元素的增多，硬质相增加，细晶强化、固溶强化、沉淀强化作用更明显，从而使基体硬度、耐磨性大大提高；稀土元素Ce、Y等可与Ti、V相互作用，如可以使Ti的过渡系数增加，加强其强化、细化效果，也对焊缝金属有球化变质和净化作用（有效减少S、P、O、H等，使有害夹杂物减少，并改善石墨形态）；而作为基体——硬度相对较低（HV500）的、相对稳定的奥氏体，又对上述硬质相起支固作用，获得了宽范围的高硬度、高耐磨与韧性相匹配的综合机械性能的焊层。

很多高铬类堆焊条的基本成分是15-32%Cr、3-6%C，但Cr与C之比值常常不甚合理。按Maratray公式Cr%基体=1.95×Cr÷C－2.47来估算、调整两个元素的加入量，再结合Ti、V、Mo及稀土元素、B等复合合金的加入，就可以做到合适的焊条配比。此外，Si元素的加入量应得到控制，Si是非碳化物形成和促进石墨化元素，固溶于奥氏体中起固溶强化作用，但含量高时有可能使C在奥氏体基体中的溶解度下降和合金碳化物分解，使碳游离呈石墨状态存在或石墨化作用，导致硬度下降，同时也使碳化物沿晶界析出降低焊层的韧性和耐磨性。

本发明提供一种复合合金化以高铬高碳为基体的多合金组元配方，可以使焊层有高硬度、高耐磨的同时，有效提高抗剥离性能。下面将对焊层成分中有关各合金元素的种类、作用及含量作相应调整和优化。

当C3-6%时，按Maratray公式Cr%基体=1.95×Cr÷C－2.47来估算比值，如比值大于9，且含Mo、V、Ti合金组元低于5%、B低于0.5%时，由于含C、Cr比例不合理致残余奥氏体增多，容易使焊层硬度下降（HRC不大于62），耐磨性变差。在加入5-10%的Mo、V、Ti合金组元和1%左右B及其硼化物，或不加入的合金组元只加1%左右B及其硼化物后，焊层才会达到高硬、耐磨、抗剥离的目的；但如含B量大于2%时，焊层虽然硬度高也耐磨，但却很容易产生剥离现象。

当C3-6%、Cr在15-28%，Cr%基体比值在4-9之间，由于铬碳化物对固溶强化作用得以充分发挥，而基体对高硬质点的支固作用突出，基体韧性也好，使得要实现硬度高、耐磨性好而抗剥离性的焊层的目的容易达到，此时Mo、V、Ti、B等合金元素的加入范围受到一定控制，比如，当C含量分别为4%、5%左右时，Cr含量分别控制在15-23.5%、16.5-28%，Mo、V、Ti合金组元低于5%、B1-2%时，就可实现焊层硬度HRC67、耐磨性优良而抗剥离好的结果。但是，此时如B不加，硬度和耐磨性同时下降（HRC下降至60以下）；或加入大于3%时硬度虽高，但耐磨性也下降，抗剥离性就更差。

Mo、V、Ti合金组元的加入可以以两种或以上组合加入。本发明中认为最为有效的是以一种为主要组元再辅以其它一种或几种加入，例如在基体主要成分C3-6%、Cr在15-28%，而B1-2%时，以V为主要组元，加入量在4-6%，再辅以Ti+Mo总量为0.5-3%，因基体强度高、韧性好，高硬质点硼化物和V碳化物起到了很好的弥散强化等作用，实现了焊层硬度HRC65-68、耐磨性优良而抗剥离好的目的。V是急剧缩小奥氏体相区扩大铁素体相区、并强烈形成碳化物的元素。在含Fe、C、V为主要成分的焊层中，当V∕C比合适（比如C1%、V7%）时可得纯铁素体组织，而且碳化钒以弥散状分布于其中，这种组织塑韧性好、强度高，但硬度不高；超出此范围后如C大于1%或V小于7时就易得到马氏体高硬组织；比如含V量在1.5-4%时焊层会出现马氏体及碳化钒的混合组织，硬度大大提高；但含V量大于7%后其硬度又会降低。这些原理也适用于以C、Cr、Fe、V为主要成分的焊层情况。在含有大量铬碳化物的奥氏体基体中，C与Cr、V等都要形成碳化物，在焊接快速冷却条件下，V含量不足时生成的高硬质点少，马氏体硬度不高，但过高V含量时大量的V与较多的C生成V碳化物，导致基体中C含量大大减少，基体和碳化物硬度低，使焊层硬度变低，即使韧性改善，焊层耐磨性也下降。此外，V碳化物还可球化基体碳化物，对基体的割裂最小，这也提高了焊层金属的韧性，大大有利于焊层抗裂和剥离性的改善。Ti的加入量较难控制，适量时因其是强碳化物形成元素，容易析出TiC高硬质点，对基体作用与V相似有弥散强化作用，而且更有效地细化晶粒，起细晶强化作用，同时提高韧性和硬度。但Ti的过渡较难控制，很易导致焊接工艺性变坏并使焊层变脆，应适量加入。Mo也是形成具有一定硬度的弥散碳化物元素，并强化基体，尤其对焊层组织脆性有一定的抑制作用，但其这些作用单独发挥有限，尤其对提高硬度方面，应配合V、Ti共同完成。

必须指出，焊层中Si含量必须加以控制。上述合金组元调配时，当Si含量大于3%时，无论如何都很难提高焊层硬度和耐磨性。

另外，适量的稀土元素Ce、Y等的加入，可与Ti、V相互作用形成高硬弥散碳化物，也可以使Ti的过渡系数增加，加强其强化、细化效果，也对焊缝金属有球化变质和净化作用（有效减少S、P、O、H等，使有害夹杂物减少，并改善石墨形态）；从而有利于提高抗裂、抗剥离性。但稀土元素加入量也有一定限度，过高反而有害，使焊接工艺性变差，焊层变脆。

焊层成分可由焊条药皮、焊芯通过焊接冶金作用过渡而来。目前，大多数焊条焊芯都由优质低碳钢H08类制成，这类焊芯只能过渡很少的Mn、Si元素，导致了焊层成分都得由药皮过渡完成，使得药皮外径与焊芯直径之比≥2，这往往对于焊接工艺和焊条生产中涂压工作不利，而且，药皮合金过渡系数小、堆焊金属成分不够稳定和均匀。如采用铁素体类不锈钢（Cr17）芯，利用焊芯Cr的有效过渡，使得焊条外径与焊芯直径之比缩小为1.6-1.8，这就有利于焊接工艺的改善和药皮合金比例的调配，焊条生产也方便许多。

萤石是碱性渣的稀释剂，用来调整渣的流动性，碳酸钡也起造渣作用，药皮中含有少许萤石、碳酸盐使得熔渣呈弱碱性，增强了熔渣脱S、P等杂质能力，有利于焊层韧性、抗剥离性的改善。

为了克服现有技术不足，本发明采用的制备方法的技术方案是：一种权利要求1所述的复合合金耐磨抗剥离堆焊条的制备方法，制备开始时，将上述配方中的稀土硅铁合金、钼铁粉、铬系合金、钛铁、钒系合金、硼铁合金按所述配比调配并搅拌均匀，再用高锰酸钾作钝化处理，以防与所用水玻璃粘结剂起化学反应发生焊条药皮发泡等问题；然后将萤石粉、碳酸钡粉、石墨粉加入进行干拌；采用模数为M2.8-3.1、浓度为波美度38-42度的钾钠3:1水玻璃作粘结剂进行湿拌；焊芯采用铁素体类Cr17不锈钢芯，按照焊条外径与焊芯直径之比为1.6-1.9的规格，在油压式焊条涂粉机压制成圆棒，最后在烘炉中烘干。

作为本发明复合合金耐磨抗剥离堆焊条的制备方法的技术方案的一种改进，所述稀土硅铁合金、钼铁粉、铬系合金、钛铁、钒系合金、硼铁合金的粒度为40-80目，所述萤石粉、碳酸钡粉的粒度为200-300目，所述石墨粉的粒度为60-100目。

在搅拌均匀后，采用水玻璃作粘结剂，对粉料进行湿搅拌粘结时，其干湿度应根据气候、压制情况确定，使干湿度适中。如果焊芯采用铁素体类不锈钢（Cr17）芯等一类铬含量较高的焊芯，就可选择焊条外径与焊芯直径之比为较小值（1.6-1.9），在油压式焊条涂粉机上压制，再在烘炉中烘干而成。

干燥的过程一般是将压制好的湿状焊条在室温下晾干4-6小时，或在40-60℃烘干炉中抽湿2小时，随后在炉中烘焙至300-350℃。烘焙时注意升温合适，抽风及时，否则焊条表面易出现开裂现象。烘干后应及时出炉密封包装，以防再吸潮。

焊条出厂后施焊前还应根据工件要求、气候等进行适当的再烘干。所制备的复合合金化高铬抗剥离高耐磨焊条适用于矿山、橡塑、木炭、制糖、建筑砼泵等机械行业中机械零配件的黑色金属表面手弧焊堆焊。堆焊层金属具有硬度高，耐磨性、抗剥落性良好的优点，焊条焊接工艺简便，在不预热条件下，连续在普通钢种如45#、A3等及不锈钢上堆焊多层，虽存在表面裂纹，但不发生焊层剥离现象，生产及使用成本适中。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：加入的基体主要元素包括C、Cr，既要发挥元素对基体强化、对高硬碳化物质点的支固作用，又防止加入元素严重脆化基体而引起焊层开裂以至剥离的缺陷。

本发明突出以V为主导元素，充分利用复合合金元素Mo、Ti及稀土元素的综合作用，有效控制Si、B的含量，从而达到硬度高、耐磨性好的同时抗剥离性高的要求。在普通碳钢、低合金钢上堆焊层硬度：堆焊一层时HRC≥65，三层时HRC≥67；在不锈钢上堆焊层硬度：一层时HRC≥60，三层时HRC≥62。对上述材质表面堆焊时，不经预热，可以连续堆焊三层以上或在已磨损的旧焊层上再堆焊修复，焊层表面虽有少许裂纹，但焊层不发生剥离；如对工件进行适当预热200℃以上时还可以大大减少表面裂纹，对抗剥离性就更有利。

按配方制作的焊条外径相对较小，药皮属于弱碱性、石墨型，焊接工艺性优良，电弧稳定，引弧性好，焊缝成形美观，焊渣极少且易于清理，飞溅少，焊条容易涂压，用手磨机打磨没火花。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明作进一步的描述，需要说明的是实施例并不构成对本发明要求保护范围的限制。

实施例1：

一种复合合金化高铬系列抗剥离高耐磨堆焊条，其配方重量份数组成如下：萤石粉15份、碳酸钡粉3份、石墨粉16份、稀土硅铁合金2份、钼铁粉10份、（金属铬+高碳铬铁+微碳铬铁）总量35份（加入比例为1:1:5）、钛铁3份、钒铁8份+钒粉2份、硼铁6份。

本实施例焊条1千克，制备方法如下：按配方比例，称好合金类粉料，用高锰酸钾钝化好，加入其它矿粉，干搅拌好，采用高模数低浓度钾钠水玻璃粘结，焊芯采用铁素体类不锈钢（Cr17）芯，焊条外径与焊芯直径之比为1.6-1.9（优选1.6-1.8），在油压涂粉机压制成各规格焊条，具体有Ф2.5-5.0㎜几种。以Ф4.0㎜、焊芯长度为400㎜为例，其外径Ф7.0㎜。焊层硬度HRC：普通碳钢、低合金钢上堆焊一层HRC66以上，堆焊三层HRC68以上，在常温连续堆焊面积为500*300㎜、焊层厚约6㎜的45#钢耐磨衬板时，焊层表面虽有裂缝，但焊层与钢板之间没有出现开裂现象，用约7公斤重的铁锤敲击一百次，没发现焊层剥落或脆裂问题，说明其抗剥离性良好。堆焊耐磨板在砼泵搅拌水泥、砂的装置内使用八个月才需更换，而原来使用其它厂供应的相同高铬耐磨铸铁配件才半年就需更换，证明焊层的耐磨性优良。焊条焊接时焊渣较少，堆焊层堆高容易，在要求较厚耐磨层时无需反复多次堆焊，施焊效率高，节约成本显著。

实施例2：

一种复合合金化高铬系列抗剥离高耐磨堆焊条，其配方重量份数组成如下：萤石粉0份、碳酸钡粉10份、石墨粉8份、稀土硅铁合金6份、钼铁粉0份、（金属铬+高碳铬铁+微碳铬铁）总量33份（加入比例为0:1:0）、钛铁10份、钒铁25份+钒粉0份、硼铁8份。

本实施例焊条1千克，制备方法如下：按配方比例，称好合金类粉料，用高锰酸钾钝化好，加入其它矿粉，干搅拌好，采用高模数低浓度钾钠水玻璃粘结，焊芯采用铁素体类不锈钢芯材质，焊条外径与焊芯直径之比为1.6-1.9（优选1.6-1.8），在油压涂粉机压制成各规格焊条，具体有Ф2.5-5.0㎜几种。以Ф3.2、长350㎜为例，其外径Ф5.1㎜，焊层硬度HRC：不锈钢上堆焊硬度在HRC62以上。在环保设备厂卧螺沉降离心机内螺杆堆焊中得到了应用。该配件在使用中有腐蚀介质，而且常常要输送的是各种垃圾、矿渣、煤渣等对螺杆产生严重磨损的物质，还要求焊层不能有剥离开裂等现象。因而要求配件基体用不锈钢材质抗腐蚀，采用堆焊耐磨层实现耐磨要求。经实践证明，采用本例焊条堆焊4㎜焊层没剥离开裂，使这种配件使用期比原不堆焊或堆焊其它不锈钢等材质的要增加一到两倍。实现了不锈钢上焊层既保持高硬度、高耐磨，又达到抗剥离的目的。

实施例3：

一种复合合金化高铬系列抗剥离高耐磨堆焊条，其配方重量份数组成如下：萤石粉8份、碳酸钡粉5份、石墨粉13份、稀土硅铁合金6份、钼铁粉5份、（金属铬+高碳铬铁+微碳铬铁）总量35份（加入比例为0:2:5）、钛铁8份、钒铁0份+钒粉10份、硼铁10份。

本实施例焊条1千克，制备方法如下：按配方比例，称好合金类粉料，用高锰酸钾钝化好，加入其它矿粉，干搅拌好，采用高模数低浓度钾钠水玻璃粘结，焊芯采用铁素体类不锈钢芯材质，焊条外径与焊芯直径之比为1.6-1.9（优选1.6-1.8），在油压涂粉机压制成各规格焊条，具体有Ф2.5-5.0㎜几种。以Ф5.0㎜、长度为500㎜为例，其外径Ф9.0㎜。焊层硬度HRC：普通碳钢、低合金钢上堆焊一层为HRC66以上，堆焊三层为HRC67以上。在建筑混凝土机械——砼泵切割环、耐磨板（原有镶硬质合金块，后施工过程中发生磨损而需修复）堆焊时，工件焊前不预热，堆焊二层，则其焊缝表面出现了一些裂纹，但修复后的工件在再次使用中证实焊层没发生剥离现象，还可泵送1万立方米以上的砼浆。由于焊条外径很粗，长度足够长，在对这类砼泵较长的泵管内磨损面施焊变得简便快捷，而且施焊效果好，效率高。

实施例4：

一种复合合金化高铬系列抗剥离高耐磨堆焊条，其配方重量份数组成如下：萤石粉15份、碳酸钡粉10份、石墨粉16份、稀土硅铁合金3份、钼铁粉5份、（金属铬+高碳铬铁+微碳铬铁）总量20份（加入比例为1:0:0）、钛铁7份、钒铁18份+钒粉0份、硼铁6份+碳化硼0份。

本实施例焊条1千克，制备方法如下：按配方比例，称好合金类粉料，用高锰酸钾钝化好，加入其它矿粉，干搅拌好，采用高模数低浓度钾钠水玻璃粘结，焊芯采用铁素体类不锈钢芯材质，焊条外径与焊芯直径之比为1.6-1.8，在油压涂粉机压制成各规格焊条，具体有Ф2.5-5.0㎜几种。以Ф5.0㎜、长度为500㎜为例，其外径Ф8.6㎜。焊层硬度HRC：普通碳钢、低合金钢上堆焊一层为HRC65以上，堆焊三层为HRC66以上。在堆焊矿山破碎机械的对辊子修复实践中得到了很好的效果。由于辊子直径较大（＞Φ1.5米），堆焊长度＞Φ1.0米，沿圆周全部堆高5毫米左右的焊层，需堆焊的面积较大；工件表面焊前有各种状况，如有用材质45#钢作基底表面堆焊耐磨层做成新辊的；也有对工件使用后发生磨损需修复尺寸的，这时的表面存在残余旧焊层，此焊层所用材质可能是碳化钨、高铬、高锰等，而且焊前采取预热、去除旧焊层等工艺较麻烦，使得在这些材质上大面积堆焊产生裂纹甚至剥离在所难免。采用本实施例焊条常温下堆焊可见有裂纹，但在工件修复后使用过程中并未发现焊层严重剥离现象，可以连续使用三个月以上，证明耐磨性优于其它采用另外工艺或材料的，制作或修复成本还相对便宜。

实施例5：

一种复合合金化高铬系列抗剥离高耐磨堆焊条，其配方重量份数组成如下：萤石粉0份、碳酸钡粉0份、石墨粉13份、稀土硅铁合金6份、钼铁粉10份、（金属铬+高碳铬铁+微碳铬铁）总量29份（加入比例为1:0:0）、钛铁7份、钒铁22份+钒粉3份、硼铁10份。

本实施例焊条1千克，制备方法如下：按配方比例，称好合金类粉料，用高锰酸钾钝化好，加入其它矿粉，干搅拌好，采用高模数低浓度钾钠水玻璃粘结，焊芯采用铁素体类不锈钢芯材质，焊条外径与焊芯直径之比为1.6-1.8，在油压涂粉机压制成各规格焊条，具体有Ф2.5-5.0㎜几种。以Ф3.2㎜为例，其外径Ф5.7㎜。焊缝硬度HRC：普通碳钢、低合金钢上堆焊一层为HRC66以上，堆焊三层为HRC68以上。在木炭机螺旋推进器（螺杆）制作和修复中得到广泛应用：木炭生产用原料主要是木、竹屑加一定量的石灰、沙粒等，所用的挤压螺杆在生产过程中受强烈磨粒挤压、切削及一定温度氧化等综合作用，导致磨损程度很大，需要堆焊层硬度高、抗剥离性良好（尤其在磨损后的旧焊层上再堆焊修复时，很容易导致剥离现象），也要有一定的耐温、抗氧化能力。采用本实施例焊条较好地解决了这个难题，其焊接工艺性良好，含合金量大、堆高容易，焊前不需预热，多层堆焊、冷后再堆焊、旧焊层上重复堆焊等等都不发生剥离问题，而且耐磨、耐温、抗冲击等性能满足了客户的要求（堆焊的螺杆可连续使用一周以上，磨损也是自然形成，而客户之前用的一般只能使用二、三天，而且磨损很多都是剥离后发生。）

实施例6：

一种复合合金化高铬系列抗剥离高耐磨堆焊条，其配方重量份数组成如下：萤石粉11份、碳酸钡粉10份、石墨粉13份、稀土硅铁合金6份、钼铁粉10份、（金属铬+高碳铬铁+微碳铬铁）总量20份（加入比例为0:1:0）、钛铁6份、钒铁12份+钒粉3份、硼铁9份。

本实施例焊条1千克，制备方法如下：按配方比例，称好合金类粉料，用高锰酸钾钝化好，加入其它矿粉，干搅拌好，采用高模数低浓度钾钠水玻璃粘结，焊芯采用铁素体类不锈钢芯材质，焊条外径与焊芯直径之比为1.6-1.8，在油压涂粉机压制成各规格焊条，具体有Ф2.5-5.0㎜几种。以Ф5.0㎜为例，其外径Ф9.0㎜。焊缝硬度HRC：普通碳钢、低合金钢上堆焊一层HRC65以上，堆焊三层HRC67以上。此实施例在浮法玻璃厂石英砂搅拌器内搅拌叶、刮刀边缘堆焊中得到应用。石英砂硬而锋利，其莫氏硬度大于7，对搅拌器内搅拌叶、刮刀磨损很大，通过在45#碳钢基体上常温堆焊三层本例焊条，存在表面裂缝，但没有剥离裂纹，在使用半年后查看磨损及剥离情况发现，与相应的进口件相差不大，也没有剥离问题，而且其成本便宜一半以上。

其中实施例1、2、3、5中，铬系合金所占重量比例为29%-35%，所得堆焊层的硬度一层HRC66以上，堆焊三层HRC68以上，具有很好的硬度。耐磨性也更加好，在对应的各种磨损使用场合使用几个月磨损量很小，依然符合构件使用条件。抗剥离性，在堆焊较厚的一层焊缝或堆焊三层都不存在剥离的问题，焊层表面虽有裂缝，但焊层与钢板之间没有出现开裂现象，用重锤敲击一百次，没发现焊层剥落或脆裂问题，均具有良好的抗剥离性。

以上所列的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种复合合金耐磨抗剥离堆焊条，其特征在于：以重量份数计，所述堆焊条的药皮包含以下组分：萤石粉0-15份、碳酸钡粉0-10份、石墨粉8-16份、稀土硅铁合金2-6份、钼铁粉0-10份、铬系合金20-35份、钛铁3-10份、钒系合金10-25份、硼铁合金6-10份，所述铬系合金包含金属铬、高碳铬铁、微碳铬铁中的至少一种，所述钒系合金包含钒铁、钒粉中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的复合合金耐磨抗剥离堆焊条，其特征在于：以重量份数计，所述堆焊条的药皮包含以下组分：萤石粉0-15份、碳酸钡粉0-10份、石墨粉8-16份、稀土硅铁合金2-6份、钼铁粉0-10份、铬系合金29-35份、钛铁3-10份、钒系合金10-25份、硼铁合金6-10份。

3.根据权利要求2所述的复合合金耐磨抗剥离堆焊条，其特征在于：以重量份数计，所述堆焊条的药皮包含以下组分：萤石粉15份、碳酸钡粉3份、石墨粉16份、稀土硅铁合金2份、钼铁粉10份、金属铬5份、高碳铬铁5份、微碳铬铁25份、钛铁3份、钒铁8份、钒粉2份、硼铁6份。

4.根据权利要求2所述的复合合金耐磨抗剥离堆焊条，其特征在于：以重量份数计，所述堆焊条的药皮包含以下组分：碳酸钡粉10份、石墨粉8份、稀土硅铁合金6份、高碳铬铁33份、钛铁10份、钒铁25份、硼铁8份。

5.根据权利要求2所述的复合合金耐磨抗剥离堆焊条，其特征在于：以重量份数计，所述堆焊条的药皮包含以下组分：石墨粉13份、稀土硅铁合金6份、钼铁粉10份、金属铬29份、钛铁7份、钒铁22份、钒粉3份、硼铁10份。

6.根据权利要求1所述的复合合金耐磨抗剥离堆焊条，其特征在于：所述焊条堆焊金属成分中包含的硫和磷均不超过总重量0.035%。

7.一种权利要求1所述的复合合金耐磨抗剥离堆焊条的制备方法，其特征在于：制备开始时，将上述配方中的稀土硅铁合金、钼铁粉、铬系合金、钛铁、钒系合金、硼铁合金按所述配比调配并搅拌均匀，再用高锰酸钾作钝化处理；然后将萤石粉、碳酸钡粉、石墨粉加入进行干拌；采用模数为M2.8-3.1、浓度为波美度38-42度的钾钠3:1水玻璃作粘结剂进行湿拌；焊芯采用铁素体类Cr17不锈钢芯，按照焊条外径与焊芯直径之比为1.6-1.9的规格，在油压式焊条涂粉机压制成圆棒，最后在烘炉中烘干。

8.根据权利要求7所述的复合合金耐磨抗剥离堆焊条的制备方法，其特征在于：所述稀土硅铁合金、钼铁粉、铬系合金、钛铁、钒系合金、硼铁合金的粒度为40-80目，所述萤石粉、碳酸钡粉的粒度为200-300目，所述石墨粉的粒度为60-100目。