CN1053853C - 用于混凝土输送泵的耐磨堆焊焊条 - Google Patents
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Abstract
一种用于混凝土输送泵的耐磨堆焊焊条，焊芯为低碳钢焊芯，药皮的组分及重量百分比为：大理石3～11、萤石2～8、石英0.5～2.0、钛白粉0.5～2.0、高碳铬铁30～50、钼铁9～15、钒铁4～9、铌铁2～5、钛铁4～9、中碳锰铁2～8、45＃硅铁1～8、碳化钨2.0～4.0、石墨10～20。本发明所提供的堆焊焊条具有耐磨性高、使用寿命长、成本低、焊前不预热和焊后不回火等特点。
Description
本发明涉及一种堆焊焊条，特别是用于混凝土输送泵的耐磨堆焊焊条。
目前，混凝土输送泵大都采用S管阀分配结构，混凝土在连续输送过程中，S管连同浮动套快速来回摆动与固定不动的衬板形成所谓的端面密封，并形成严重磨损。在生产实践中制造既有优良韧性又有高耐磨性的单一金属材料的S阀是困难的，解决上述摩擦副的耐磨性问题较理想途径是在韧性优良基体的工作端面上堆焊耐磨性优良的材料。目前尚无专门用于混凝土输送泵的堆焊焊条，而是将现有的几种堆焊焊条用于混凝土输送泵上，这几种焊条的特点是：高铬铸铁堆焊焊条虽金属硬度高，但耐磨性差，故使用寿命(按混凝土累计输送量计算，下同)低，一般在5000米3以下；Co-Cr-W系堆焊焊条耐磨性较前一种高，但成本高。现有一种专利号为CN86101106A的“高硬度耐磨损不预热堆焊焊条”，其主要原料配比按重量百分比为：大理石13-25、萤石2-8、高碳铬铁5-20、钛白粉0.5-3、中碳锰铁3-8、钼铁8-20、钨粉1.5-6、钒铁10-20、石墨0.8-4、石英0.8-2、钛铁2-3；该焊条存在的缺陷和不足是：1.该焊条的堆焊金属是钢，主要靠高硬度的基体实现耐粘着等磨损，而对高应力磨粒磨损(如混凝土输送泵)是不适用的；2.该焊条的堆焊金属不产生裂纹，如果在高应力磨粒磨损下采用高合金铸铁作为堆焊金属焊后不产生裂纹，堆焊过程中在以后使用过程中会由于基体(碳钢、低、中合金钢)与堆焊金属(高合金铸铁)之间收缩率和线膨胀系数的差异而产生剥离；3.该焊条的药皮导电性差，造成电弧的再引燃性差，加之药皮厚大，通过药皮过渡合金不均匀；造渣剂较多，焊接过程清渣量大，熔敷率较低。
本发明的目的是提供一种用于混凝土输送泵的耐磨堆焊焊条，该焊条耐磨性高、使用寿命长、成本低、可防止基体与堆焊金属之间产生剥离、电弧再引燃性好、焊接过程中清渣量小和熔敷率高。
本发明的目的是这样实现的，本发明提供的用于混凝土输送泵的耐磨堆焊焊条包括焊芯和药皮，药皮的组分及重量百分比为：大理石3～11、萤石2～8、石英0.5～2.0、钛白粉0.5～2.0、高碳铬铁30～50、钼铁9～15、钒铁4～9、铌铁2～5、钛铁4～9、中碳锰铁2～8、45#硅铁1～8、碳比钨2.0～4.0、石墨10～20。焊芯为低碳钢焊芯。
本发明所提供的用于混凝土输送泵这种属于高应力颗粒磨损的耐磨堆焊焊条主要依靠镶嵌在具有足够强度的基体中呈弥散分布的碳化物来保持其耐磨性，具体措施为：1.药皮中加入足够数量碳和碳化物形成元素，石墨占药皮总重量的10～20％；2.调整堆焊金属中碳和碳化物形成元素的数量，使堆焊金属中有足够数量的高硬度的碳化物，将强碳化物形成元素Cr、Ti、Nb及碳化物加入药皮中；3改善碳化物的结构和分布，经试验表明呈断续棒状，(条状)颗粒分布的碳化物比骨架式呈网状连续分布的碳化物具有更高的耐磨性，增加堆焊金属强碳化物形成元素，减少呈网状分布的共晶碳化物，增加碳化物析出，打破碳化物网状分布。
本发明所提供的焊条通过调整堆焊金属中合金元素的数量和改善堆焊金属中组织状态，控制堆焊金属结晶过程产生一定数量和一定规律的裂纹。这些裂纹既不影响使用寿命(甚至可在使用过程中承受一定范围热涨冷缩)，还可释放焊接过程中由于基体与堆焊金属之间收缩率的差异而加剧了的焊接应力，防止基体与堆焊金属的剥离。其具体措施是：1.堆焊金属中合金组分(如高铬、高碳等)超过45～55％，保证高硬度，焊前不预热，焊后产生一定数量的裂纹；2.加入足够数量强碳化物形成元素，减少共晶碳化物，改善碳化物形态，减少裂纹密度；3.调整堆焊金属元素数量，加入适量钒、钛等元素以获得有足够强度及韧性的基体，减少裂纹尺寸。
同现有技术相比，本发明所提供的堆焊焊条对于高应力磨粒磨损具有耐磨性高，使用寿命长，据实验表明，该焊条在混凝土输送泵的S管阀上的使用寿命达20000米3左右。由于用低廉的铬取代昂贵的钴，尽量减少较昂贵的铌、钼等合金，故最大限度地降低焊条成本。该焊条药皮中矿物类造渣剂仅占药皮总重量的6～16％，焊接过程中不用清渣；药皮中导电优良的铁合金和石墨占药皮总重量的80～90％，故药皮具有优异的导电性，药皮熔化快且均匀，电弧再引燃性好：一般堆焊焊条每公斤可获得堆焊金属0.30～0.55公斤，而本发明所提供的堆焊焊条每公斤可获得堆焊金属0 75～0.90公斤，熔敷率极高，生产率可提高30～40％。
本发明提供的堆焊焊条可用常规办法制备
以下所述实施例详细说明本发明。
实施例1
焊芯为低碳钢焊芯，药皮和组分及重量百分比为：大理石5.4、萤石4、钛白粉1、石英1、高碳铬铁40、钼铁10、钒铁6.4、铌铁2.6、钛铁4.5、中碳锰铁3.5、45#硅铁3.0、碳比钨2.6、石墨16。经测验，所得的堆焊金属化学成分的含量(％)为：碳3.4、铬24.8、钼6.4、钒4.0、铌0.8、钨1.3、其他合金4.0、铁55.3。组织为马氏体加共晶和二次碳化物，焊态下硬度HRC54～60，用于堆焊HBT-60混凝土输送泵S管阀的使用寿命达20000米3。
实施例2
焊芯为低碳钢焊芯，药皮成分及重量百分比为：大理石3.3、萤石3.0、钛白粉0.5、石英0.5、高碳铬铁44、钼铁10.4、钒铁6.8、铌铁2.8、钛铁4.5、中碳锰铁2.0、45#硅铁1.8、石墨18、碳比钨2.4。经测验，所得的堆焊金属化学成分的含量(％)为：碳4.2、铬26.8、钼6.2、钒4.4、铌1.2、钨1.2、其他合金4.2、铁51.8，组织为马氏体加碳化物，焊态下硬度HRC60～66，用于堆焊HBT-80混凝土输送泵S管阀的使用寿命达21000米3。
Claims (1)
1.一种用于混凝土输送泵的耐磨堆焊焊条，包括焊芯和药皮，其特征是：焊芯为低碳钢焊芯，药皮的组分及重量百分比为：大理石3～11、萤石2～8、石英0.5～2.0、钛白粉0.5～2.0、高碳铬铁30～50、钼铁9～15、钒铁4～9、铌铁2～5、钛铁4～9、中碳锰铁2～8、45#硅铁1～8、碳比钨2.0～4.0、石墨10～20。说明书
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