CN104827208A

CN104827208A - 抗金属间滑动摩擦和挤压磨损的滑靴堆焊焊条及制备方法

Info

Publication number: CN104827208A
Application number: CN201510239008.8A
Authority: CN
Inventors: 刘树军
Original assignee: HEILONGJIANG YUNPENG MINING MACHINERY EQUIPMENT MANUFACTURING Co Ltd
Current assignee: HEILONGJIANG YUNPENG MINING MACHINERY EQUIPMENT MANUFACTURING Co Ltd
Priority date: 2015-05-12
Filing date: 2015-05-12
Publication date: 2015-08-12

Abstract

抗金属间滑动摩擦和挤压磨损的滑靴堆焊焊条及制备方法，属于焊接技术领域。以解决目前无专门用于修复滑靴的专用焊条的问题。焊条由焊芯和药皮组成；药皮按质量份数是由18~22份大理石、23~27份金红石、4~6份钛白粉、1~3份钛铁、5~7份中碳锰铁、4~6份45﹟硅铁、25~30份中碳铬铁、5~7份钼铁、0.5~1份纯碱、1~3份钛酸钾和10~20份钾钠水玻璃制备而成。方法：将上述称取的原材料的粉料混合均匀；加入占原材料总重量的10%~20%钾钠水玻璃并搅拌均匀，由油压机压涂于焊芯上，经自然干燥和烘干后完成制备。本发明用于修复滑靴，经修复后的滑靴使用寿命是原来的2~4倍。

Description

抗金属间滑动摩擦和挤压磨损的滑靴堆焊焊条及制备方法

技术领域

本发明涉及一种焊条及制备方法，属于焊接技术领域。

背景技术

大家知道，磨损是金属消耗的必然结果，它导致材料和能源的消耗。磨损超限是引起机械零件失效的主要原因之一，约75%的机器零件由于磨损而报废；其中60%都具有可修复利用的价值。据资料统计，世界上大约有1/3~1/2的能源消耗在各种不同形式的摩擦上，因磨损造成的损失高达1000千亿美元，可见提高材料的耐磨性具有重大的社会经济意义。例如用于煤炭行业的采煤机，其脚座部位的滑靴的磨损是影响采煤机连续开机的主要原因。滑靴是采煤机的重要行走部件，在采煤机工作时，滑靴在刮板机的销轨上作往复式前后运行，滑靴支撑着采煤机整个重量咬合在销轨上承受巨大的交变载荷和附加的冲击载荷。当然，它的工作环境一样非常恶劣，煤、岩石和水与之相伴运行。高强度的采煤机滑靴与输送机的销轨是一对运动副，采煤机每进行一前进或后退都对滑靴有一次高强度的挤压。滑靴与销轨的数量比是1:50，且会产生滑动摩擦及挤压磨损，此部位承受着巨大的交变载荷和附加的冲击载荷，同时滑靴要比销轨链磨损多几十倍。因此，滑靴是采煤机的易损部件，滑靴的更换会直接影响采煤机的工作效率，同时造成采煤成本的增加。目前，大部分井矿都有几十个乃至上百个磨损坏了的滑靴，如果能把这些报废的滑靴修复好了再使用，将会给煤炭企业带来可观的经济效益，也为国家节省了资源。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗金属间滑动摩擦和挤压磨损的滑靴堆焊焊条及制备方法，以解决目前无专门用于修复滑靴的专用焊条的问题。

滑靴不仅是采煤机的重要运动部件，也是高频率消耗件，滑靴的材质为35CrMo或是42CrMo，滑靴的基体经过调质处理，硬度为HB250~280，工作部位经过火焰淬火HRC40~50，淬火层的厚度为3mm左右，耐磨性差。

本发明解决上述问题采取的技术方案分别是：

本发明的抗金属间滑动摩擦和挤压磨损的滑靴堆焊焊条，所述的滑靴堆焊焊条由焊芯和药皮组成；所述的药皮按质量份数是由18~22份大理石、23~27份金红石、4~6份钛白粉、1~3份钛铁、5~7份中碳锰铁、4~6份45﹟硅铁、25~30份中碳铬铁、5~7份钼铁、0.5~1份纯碱、1~3份钛酸钾和10~20份钾钠水玻璃制备而成。

本发明的抗金属间滑动摩擦和挤压磨损的滑靴堆焊焊条的制备方法，所述的制备方法是按以下步骤进行的：

步骤一：称取原材料：按质量份数称取大理石18~22份、金红石23~27份、钛白粉4~6份、钛铁1~3份、中碳锰铁5~7份、45﹟硅铁4~6份、中碳铬铁25~30份、钼铁5~7份、纯碱0.5~1份、钛酸钾1~3份和钾钠水玻璃10~20份，并将上述称取的原材料的粉料混合均匀；

步骤二：向上述的混合均匀的原材料的粉料中向原材料中加入占原材料总重量的10%~20%钾钠水玻璃并搅拌均匀，油压机压制焊条时用的压力为12MPa~14MPa，经自然干燥和烘干后完成制备。

本发明相对于现有技术的有益效果是：

1、本发明的焊条采用的是Fe-Cr-Ti-Mo-Mn合金系。经过实验室试验和现场应用，表明此种焊条具有焊接工艺性好，成型质量好，堆焊层的耐磨性能完全远超过原有的滑靴的耐磨性能。实践证明，用该焊条修复的滑靴使用寿命是原来的2~4倍，为企业节省了成本，也为国家节省了资源。

2、利用本发明的焊条堆焊出的工件表面不仅能承受强烈的金属间滑动摩擦，同时还能抗金属间挤压磨损，从而大大提高了工件的使用寿命及工作效率。

具体实施方式

具体实施方式一：抗金属间滑动摩擦和挤压磨损的滑靴堆焊焊条，所述的滑靴堆焊焊条由焊芯和药皮组成；所述的药皮按质量份数是由18~22份大理石、23~27份金红石、4~6份钛白粉、1~3份钛铁、5~7份中碳锰铁、4~6份45﹟硅铁、25~30份中碳铬铁、5~7份钼铁、0.5~1份纯碱、1~3份钛酸钾和10~20份钾钠水玻璃制备而成。

具体实施方式二：具体实施方式一所述的抗金属间滑动摩擦和挤压磨损的滑靴堆焊焊条，所述的药皮按质量份数是由20份大理石、25份金红石、5份钛白粉、2份钛铁、6份中碳锰铁、5份45﹟硅铁、28份中碳铬铁、6份钼铁、0.8份纯碱、2份钛酸钾和15份钾钠水玻璃制备而成。焊条压涂后表面光滑，工艺性能良好。

具体实施方式三：具体实施方式一所述的抗金属间滑动摩擦和挤压磨损的滑靴堆焊焊条，所述的药皮的重量占所述的焊条总重量的50%~60%。焊条压涂后表面光滑，工艺性能良好。

具体实施方式四：具体实施方式一或三所述的抗金属间滑动摩擦和挤压磨损的滑靴堆焊焊条的制备方法，所述的制备方法是按以下步骤进行的：

步骤二：向上述的混合均匀的原材料的粉料中向原材料中加入占原材料总重量的10%~20%钾钠水玻璃（模数n为3.0）并搅拌均匀，油压机压制焊条时用的压力为12MPa~14MPa，经自然干燥和烘干，烘干温度为350℃，保温1小时后完成制备。

具体实施方式五：具体实施方式四所述的抗金属间滑动摩擦和挤压磨损的滑靴堆焊焊条的制备方法，步骤一中按质量份数称取大理石20份、金红石25份、钛白粉5份、钛铁2份、中碳锰铁6份、45﹟硅铁5份、中碳铬铁28份、钼铁6份、纯碱0.8份、钛酸钾2份和钾钠水玻璃15份。焊条压涂后表面光滑，工艺性能良好。

本发明的焊条，硬度虽然在HRC50以上，但含碳量不太高，碳的含量只在0.4%~0.6%之间，在使用过程中，配合合适的焊接工艺参数，在焊态金相组织中为贝氏体、低碳马氏体加弥散分布的碳化物，这就保证了堆焊层的硬度虽然高，但没有裂纹，堆焊多层后也没有裂纹。

堆焊层金属硬度测试遵循《GB/T230-91金属洛氏硬度测试方法》，采用时代TH300洛氏硬度计，每个数据取十个试验点进行测量取平均值，其双层焊态硬度为HRC53，有很好的韧性，在承受强烈的冲击下，不自己折断，多层堆焊表面没有裂纹。

目前，国内常选用D212，FW-4102用做抗金属间挤压磨损的堆焊焊条。用进口的堆焊焊条一般是选用德国的法奥迪MF6-GF-60-GP耐磨堆焊焊条。该类堆焊焊条在修复采煤机滑靴时效果并不理想。本发明的焊条与D212，FW-4102和德国的法奥迪MF6-GF-60-GP堆焊焊条进行了多次硬度和抗金属间磨损实验，抗金属间磨损实验采用的是金属磨损环块型磨损实验。

实验遵循《GB12444.2-1990金属磨损实验方法环块型磨损实验》，样品尺寸12.32mm×12.32 mm×19.05mm，每种样品进行九个平行实验。

实验时取平均值。堆焊层金属硬度测试遵循《GB/T230-91 金属洛氏硬度测试方法》，采用时代TH300洛氏硬度计，每个数据取十个试验点进行测量取平均值。本发明的焊条在焊接前不需预热。

1、本发明的焊条与D212，FW-4102和德国的法奥迪MF6-GF-60-GP堆焊焊条硬度的比较，见表1；

表1：

焊条牌号	硬度（HRC）
		本发明的焊条	53
D212	48
		FW-4102	焊态18~22，加工硬化后45~50
MF6-GF-60-GP	52

从表1中可以看出，本发明的焊条的硬度大于D212堆焊焊条和FW-4102堆焊焊条。同德国的法奥迪MF6-GF-60-GP堆焊焊条近似相等，保证了不会因滑靴硬度过高而伤害到刮板机的销轨的安全。

2、本发明的焊条与其它抗金属间摩损耐磨性比较结果，试验方法：采用GB12444.2-1990金属磨损实验方法环块型磨损实验见表2；

表2：

磨损失重（g）	1﹟试块	2﹟试块	3﹟试块	4﹟试块	5﹟试块	试块平均值	排序
								本发明的焊条（堆焊10mm）	0.507	0.496	0.436	0.512	0.475	0.485	2
D212（堆焊10mm）	0.636	0.679	0.626	0.652	0.692	0.657	3
								FW-4102（堆焊10mm）	0.861	0.865	0.885	0.816	0.853	0.856	4
MF6-GF-60-GP	0.482	0.465	0.478	0.502	0.463	0.478	1

从表2中可以看出，本发明的焊条的硬度和抗金属间耐磨性上看，远远好于国内的D212，FW-4102。同德国最著名的焊接材料生产厂商生产的堆焊焊条相近，但价格仅是它的1/9。

Claims

1.一种抗金属间滑动摩擦和挤压磨损的滑靴堆焊焊条，所述的滑靴堆焊焊条由焊芯和药皮组成；其特征是：所述的药皮按质量份数是由18~22份大理石、23~27份金红石、4~6份钛白粉、1~3份钛铁、5~7份中碳锰铁、4~6份45﹟硅铁、25~30份中碳铬铁、5~7份钼铁、0.5~1份纯碱、1~3份钛酸钾和10~20份钾钠水玻璃制备而成。

2.根据权利要求1所述的抗金属间滑动摩擦和挤压磨损的滑靴堆焊焊条，其特征是：所述的药皮按质量份数是由20份大理石、25份金红石、5份钛白粉、2份钛铁、6份中碳锰铁、5份45﹟硅铁、28份中碳铬铁、6份钼铁、0.8份纯碱、2份钛酸钾和15份钾钠水玻璃制备而成。

3.根据权利要求1所述的抗金属间滑动摩擦和挤压磨损的滑靴堆焊焊条，其特征是：所述的药皮的重量占所述的焊条总重量的50%~60%。

4.如权利要求1或3所述的抗金属间滑动摩擦和挤压磨损的滑靴堆焊焊条的制备方法，其特征是：所述的制备方法是按以下步骤进行的：

步骤二：向上述的混合均匀的原材料的粉料中向原材料中加入占原材料总重量的10%~20%钾钠水玻璃并搅拌均匀，由油压机压涂于焊芯上，油压机压制焊条时用的压力为12MPa~14MPa，经自然干燥和烘干后完成制备。

5.根据权利要求4所述的抗金属间滑动摩擦和挤压磨损的滑靴堆焊焊条的制备方法，其特征是：步骤一中按质量份数称取大理石20份、25份、钛白粉5份、钛铁2份、中碳锰铁6份、45﹟硅铁5份、中碳铬铁28份、钼铁6份、纯碱0.8份、钛酸钾2份和钾钠水玻璃15份。

6. 根据权利要求4或5所述的抗金属间滑动摩擦和挤压磨损的滑靴堆焊焊条的制备方法，其特征是：步骤二中，烘干温度为350℃，保温1小时后完成制备。