CN1054734A - 钢锭模焊补用熔敷金属型铝热焊剂 - Google Patents
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Abstract
一种钢锭模及其它大型铸铁工具焊补用熔敷金
属型铝热焊剂，易于配制，焊速快，操作方法简单。具
有发热值适中、熔合牢固、熔敷金属塑性高、抗裂纹及
剥离能力强、焊前焊后无需预热和缓冷等特点。
Description
本发明涉及一种熔敷金属型铝热焊剂，特别适用于铸钢用钢锭模、底板以及其它大型铸铁件的蚀坑修补和断裂焊接等。具有发热值适中、熔合牢固、熔敷金属塑性高、抗裂纹及剥离能力强、焊前焊后无需预热和缓冷等特点。
炼钢生产中，每年要消耗大量的钢锭模和底板。其中近一半的钢锭模是因为内壁掉肉和掉耳而报废的，而铸钢用底板经钢水侵蚀也极易出现蚀坑而不能使用。其它用途的大型铸铁件如渣罐等也会因各种原因而出现上述现象。工业生产中大型铸铁工具使用寿命的长短直接关系着企业的产品成本和经济效益。因此寻求一种快速、可靠的修复方法十分重要。
本发明做出之前，冶金工厂对破损的钢锭模及底板的修复主要采用手工焊补、锯补和抹灰补等方法。由于这些方法工艺落后、劳动强度大、成本高、再加之对较大的蚀坑和断耳等情况不能修复等原因而趋于淘汰。而用铝热法将高强度铝渣熔敷在钢锭模及底板的破损处是近年来出现的一种新方法，由于这种渣与被焊件间熔合不好且焊后平展度较差，所以限制了它的使用范围。针对上述情况，本发明提出一种熔敷金属型铝热焊剂及其使用方法，对修补钢锭模内壁掉肉有着特殊的优越性。英国专利GB1599358虽然也曾推出一种熔敷金属型焊剂，但由于其配方中缺少缓冷的辅助熔剂而使其存在有金属熔敷不牢、一次焊补表面成型不好、以及焊补过程复杂、使用寿命短等缺点。
本发明的熔敷金属型铝热焊就是利用铝和氧化铁的氧化还原反应将铁还原，同时放出大量的热，使还原铁与被焊金属熔合。并通过加入适量的合金剂、副反应氧化剂以及辅助熔剂等强化了熔敷金属强度和平展度等，同时由于控制了原料中碳的含量较好地解决了熔合区“白口”问题。
本发明的熔敷金属型铝热焊剂除含有19～25%、粒度为20～50目的铝粉和63～68%、粒度为小于12目、含碳量小于0.5%、FeO/Fe2为1/4的氧化铁外，另需配入适量的副反应氧化剂、合金剂、造渣剂和辅助熔剂。其各自的成份组成及功能说明如下：
1.副反应氧化剂：为了消除焊前预热措施，提高反应发热值，促进金属与被焊件的熔合，本发明的铝热焊剂中配入了1～3%、粒度为20～100目的副反应氧化剂。硝酸盐、过氧化钡、氯酸盐、高氯酸盐都可以做为副反应氧化剂，其中氯酸盐反应焓较高，且价格便宜，所以本发明中优先推荐选用它做为副反应氧化剂。副反应氧化剂的配入量必须严格控制，过少将起不到应有作用，太多将造成反应飞溅、降低金属收得率。
2.合金剂：为了获得塑性较好的熔敷金属，应严格控制配方原料的含碳量。但为了提高熔敷金属的组织强度，本发明的铝热焊剂中配入了3～12%、成份组成是锰铁/硅铁/铁钉头为1/1/4、且各自的含碳量均小于0.5%、粒度在12～60目之间的合金剂。从而使熔敷金属金相组织中具有较多的铁素体。
3.造渣剂：为了提高金属收得率、促进金属表面成型平展、细化组织晶粒，本发明的铝热剂中采用CaCO3-CaF2-Al2O3渣系，其中的Al2O3为反产物。配入的原料为大理石、萤石和金红石等，三者的比例为4.5∶4∶1。配入量为2～11%，粒度为60～200目。其中的金红石主要为向金相组织中渗入Ti所用。
4.辅助熔剂：铝热焊剂在冷却较快的条件下，如药量较少、被焊件散热较快，则在熔合区有一部分渣不易排除，形成夹渣。为了缓慢熔合金属的凝固速度，本发明的铝热焊剂中配入了2～5%、熔点低、流动性好、呈碱性的辅助熔剂。其成份组成为Na2CO350%+Na2B4O735%+CaF215%，粒度范围在60～200目。
本发明的熔敷金属型铝热焊剂的使用方法是：先将被焊件的蚀坑或掉肉处面上水平放置，待焊处清理干净，准确测量待焊处体积，通过计量准备好适量焊药。在待焊处周围用铁皮圈包，内砌一层耐火衬。在坑内均匀撒一层辅助熔剂后将焊药全部倒入被焊处，点火后迅速离开，反应经40秒左右结束，待完全冷却后再清渣及用砂轮修整。
本发明的熔敷金属型铝热焊剂的特点及使用效果结合实施例说明如下：鞍山钢铁公司某炼钢厂使用本发明的铝热焊剂对已报废的钢锭模和底板进行焊补，二者的焊补尺寸及焊后使用效果列如表1和表2。
由表1和表2可以看出：使用本发明的熔敷金属型铝热焊剂，对破损的钢锭模和底板进行修复，一回就可分别提高它们的寿命23.2和22.6次，不仅可以带来显著的经济效益，而且可以节约大量的生铁。而表3说明熔敷金属的机械强度优于被焊件，所以说本发明的熔敷金属型铝热焊剂是修复钢锭模、底板以及其它大型铸铁工具的良好材料。
Claims (7)
1、本发明涉及一种钢锭模及其它大型铸铁工具焊补用熔敷金属型铝热焊剂，其特征在于它由铝粉、氧化铁、副反应氧化剂、合金剂、造渣剂和辅助熔剂组成。
2、根据权利要求1所述的铝热焊剂，其特征在于配入的铝粉重量百分比为19～25%，粒度要求在20～50目之间。
3、根据权利要求1所述的铝热焊剂，其特征在于配入的氧化铁重量百分比为63～68%，含碳量小于0.5%，FeO/Fe2O3为1/4，粒度大于12目。
4、根据权利要求1所述的铝热焊剂，其特征在于配入的副反应氧化剂的重量百分比为1～3%，成份为硝酸盐、过氧化钡、氯酸盐、高氯酸盐中的任何一种或上述几种原料的混合物，其粒度为20～100目。
5、根据权利要求1所述的铝热焊剂，其特征在于配入的合金剂的重量百分比为3～12%，成份组成是锰铁、硅铁和铁钉头，三者的比例为1∶1∶4，含碳量均小于0.5%，粒度范围是12～60目之间。
6、根据权利要求1所述的铝热焊剂，其特征在于配入的造渣剂重量百分比为2～11%，其成份组成为大理石、萤石和金红石，三者的比例为4.5∶4∶1，粒度范围是60～200目。
7、根据权利要求1所述的铝热焊剂，其特征在于配入的辅助熔剂重量百分比为2～5%，其成份组成是Na2CO350%+Na2B4O735%+CaF2%，粒度范围为60～200目。
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