CN105689923A - 一种耐磨堆焊焊条药皮及含有该药皮的焊条 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种耐磨堆焊焊条药皮，所述药皮含有以下质量百分含量的组分：碳化硼14-18％、雾化铁粉28％、雾化硅铁0-6％、高碳铬铁0-41％、微碳铬铁0-33％、铌铁0-20％、钴粉0-8％、石墨粉3-9％、中碳锰铁0-4％、钒铁0-4％、金属铬0-20％。本发明所述焊条药皮，熔点低，熔化快，便于施焊，成型美观，其堆焊层金属具有高硬度、高耐磨性及一定的抗脆性，而且在使用时其性价比相对较高。同时，本发明还公开了含有所述焊条药皮的焊条及所述焊条的制备方法。

Description

一种耐磨堆焊焊条药皮及含有该药皮的焊条

技术领域

本发明涉及一种耐磨堆焊焊材，尤其是一种用于耐磨堆焊焊条的药皮及含有该药皮的焊条，以及所述焊条的制备方法。

背景技术

在竹木炭、橡塑行业中挤压用的螺旋推进器，混泥土搅拌叶、衬板，砼泵输送S管、切割环以及石英粉、硅微粉制作中的碾磨盘、钩机斗齿等许多零部件的黑色金属表面，由于受竹木屑、石灰、沙粒、铁屑、矿渣、橡塑颗粒、石英石颗粒物等坚硬物质的持久而剧烈的相互挤压、碾磨的作用，导致严重的磨粒磨损和刮伤现象，致使这些零部件使用寿命大大缩短，造成巨大的经济损失。人们采用各种方法来预防这种情况发生，比如对这些零部件表面进行喷涂、热处理、镶嵌合金块、各种方法堆焊等，而采取高耐磨电焊条堆焊是种简单、通用、价廉的工艺方法。这其中最关键的是选取焊材问题：碳化钨焊材耐磨却价格高昂，高铬合金焊材耐磨性却有限，而一般的模具焊材耐磨性就更差，唯有含碳化硼尤其高含量碳化硼的焊材既高耐磨、价格又低廉，性价比高。

可是，在采用高含量碳化硼(指药皮中含碳化硼14％以上的)焊材堆焊时，由于碳化硼是种很硬却很脆的材料，经过焊接高温、急冷后焊缝尤其多层堆焊缝时就非常容易脆裂、剥离，从而导致焊缝及工件报废。碳化硼含量越高就越易发生此类现象；此外，高含量碳化硼焊材焊接时，在熔融状态下，由于碳化硼熔点接近2500度，远高于手弧焊时的焊接熔池和焊条端头熔滴的温度(分别<1500度和2100度)，多数碳化硼颗粒难以熔融，熔化系数很低，导致药皮熔点高而套筒长，电弧不稳；而且，在熔池金属还未凝固时上浮过程中，因凝固时间很短，那些未熔化的碳化硼颗粒来不及上浮就被固化在焊缝中形成夹渣和气孔，或者引起焊缝表面严重粘渣，或者导致焊缝凹凸不平而成形不好。因此，本专利所需达到的目标就是寻找解决以上问题的有效办法，实现所述焊条熔化快、兼顾抗脆性与耐磨性、性价比高的效果。

中国专利已公布的含10份以内的碳化硼的焊条或焊丝的发明专利有不少，比如专利号CN103358044A、CN103990920A、CN102371442A和CN104942463A涉及的都是药皮中低碳化硼含量(分别为3-10份、5-7.5份、2-6份和3-9份)。这些专利中焊条的药皮其他主要成分中，分别涉及有高含量铬系合金(比如前两者分别为40-70份和35-57.5份)以及一定量的硅酸盐系、钨钼合金系、含钛合金组元和钼镍合金组元。而专利号CN102284806A涉及的只是药芯焊丝配方，又属于高硼铁基合金体系，并不含铬元素。由此可见，这些专利都不曾涉及焊条药皮中高含量碳化硼(14份以上)时的焊条熔化快、兼顾抗脆性与耐磨性、性价比等内容。

在已公布的中国专利中，涉及堆焊电焊条药皮含14份以上碳化硼的专利也仅有CN1086471A——药皮中含碳化硼25-50％。可是，正如上面所述那样，如此高的含量，使焊缝金属存在高含量的高硬度、高脆性的各种硼化物，如B4C(HV3700)、FeB(HV1800-2000)、CrB(HV2100)，导致焊缝金属硬度高而脆性大，极易发生脆化裂纹，多层堆焊时就更加明显，甚至出现焊缝金属剥离现象，从而导致焊缝及工件报废，碳化硼含量越高就越易发生此类现象；同时，从焊条焊接特性——焊接熔池温度场(热循环)、熔滴过渡形式、熔池液体金属凝固与流动方式(流体动力学状态)看，由于碳化硼的熔点高，如没有加入可以降低熔点的物质，在如此高的碳化硼含量时就势必会导致药皮熔点会很高，熔化速度慢，熔滴中可熔的碳化硼数量低，药皮套筒长，焊缝金属容易夹渣、粘渣、气孔等，唯有将药皮外径做到很小才能克服这个问题。但因此也相应降低了熔敷效率，导致焊层堆高变薄，焊接生产效率低，对于要较厚焊层时需多层施焊才可达到。可是多层堆焊时会导致焊缝金属进一步脆裂而影响使用效果。由此可见，含过多的碳化硼时，焊接工艺不好掌握。因此，适当降低碳化硼含量有利于克服这些问题。

在提高堆焊条熔敷率方面，如专利CN101073861A，通过在药皮中加入大量的铁粉(高达72％)来实现，可惜药皮中含碳化硼仅2-6％，熔敷效率很高，而焊缝硬度、耐磨性只有在药皮外径增大时才能有较高值，比如以Φ4.0mm焊芯为例，药皮外径要达到Φ9.0mm；如减少了将可能影响硬度和耐磨效果，因为在熔滴、熔池中大量铁粉熔融状态时会稀释碳化硼，致使其浓度大大下降，导致硬度和耐磨性降低。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足之处而提供一种熔点低、可提高焊条抗脆性和耐磨性的高含量碳化硼焊条药皮。同时，本发明还提供了一种熔化快、可焊性好、兼顾抗脆性和耐磨性的高含量碳化硼耐磨堆焊焊条以及所述焊条的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种耐磨堆焊焊条药皮，所述药皮含有以下质量百分含量的组分：碳化硼14-18％、雾化铁粉28％、雾化硅铁0-6％、高碳铬铁0-41％、微碳铬铁0-33％、铌铁0-20％、钴粉0-8％、石墨粉3-9％、中碳锰铁0-4％、钒铁0-4％、金属铬0-20％。

本发明所述耐磨堆焊焊条药皮，在其中加入了适量的铁粉和其他改善电弧、熔渣特性的物质，从而提高药皮的导电性、导热性和发热量，使药皮熔点下降，焊条熔滴直径变小，呈多滴状喷射过渡，焊条套筒变短，电弧稳定性得以改善；同时，增加了熔池中的熔融状态的金属，推迟了熔池金属的凝固，提高了碳化硼的熔融效果和渣的上浮速度，从而净化了焊缝金属，减少了气孔，有利于脱渣和成形，实现了焊接工艺性的改善。另一方面，由于熔滴、熔池金属熔融状态时间长、数量多，激发了熔滴阶段、熔池液体时各种合金、化合物之间的更多化学反应，与母材金属的熔合得以加强，确保了含较大量的、有效的碳化硼颗粒融入焊缝金属中，焊缝与母材的金属间结合更加牢固，减少了焊缝开裂和剥离现象，使得可以在焊条药皮中加入更多的碳化硼，实现比传统的同类焊条更耐磨、抗脆性更强的焊缝。

作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述石墨粉为鳞状石墨。石墨粉作为一种有效的碳组元过渡到焊缝金属中的主要物质，对焊缝金属硬度、耐磨性具有重要作用；还对焊条引弧工艺性、生产涂压性能有明显改善。加入过低，上述作用减弱；过多，又会导致药皮熔化过快，出现断弧、掉药皮、焊缝严重变脆的问题。经过大量试验得出，本发明所确定的石墨含量在3-9％范围为佳。

本发明所述耐磨堆焊焊条药皮，主要用于焊芯材质为碳钢H08A的焊条。

本发明所述耐磨堆焊焊条药皮含有硅铁、锰铁、钒铁、铌铁等时，能提高熔滴、熔池脱氧效果等。

作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述药皮还含有以下质量百分含量的组分：云母2-4％。本申请发明人发现，在所述药皮中加入适量的云母，能够改善焊条涂压生产工艺性。

作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述铌铁在所述药皮中的质量百分含量为7-20％，所述钴粉在所述药皮中的质量百分含量为5-8％，所述钒铁在所述药皮中的质量百分含量为2-4％。本申请发明人发现，当所述铌铁、钴粉和钒铁在如上所述的质量百分范围时，随着含量的增加，焊条的耐磨效果、抗脆性等也随之提高。当然，此类情形时制作成本相对较高，只适合于那些对焊缝金属耐磨性有首要要求、价格退为其次的用户，如碾磨硅微粉、石英石粉、木炭挤压等行业的用户。

作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述药皮含有以下质量百分含量的组分：碳化硼18％、雾化铁粉28％、雾化硅铁6％、高碳铬铁41％、云母4％、石墨粉3％。

作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述药皮含有以下质量百分含量的组分：碳化硼16％、雾化铁粉28％、云母2％、石墨粉7％、铌铁20％、金属铬20％、微碳铬铁3％、中碳锰铁4％。

作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述药皮含有以下质量百分含量的组分：碳化硼14％、雾化铁粉28％、微碳铬铁33％、钴粉8％、云母4％、石墨粉9％、钒铁4％。

作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述药皮中，碳化硼的质量百分含量为14～18％。

作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述药皮中，雾化铁粉的质量百分含量为28％。

作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述药皮中，石墨粉的质量百分含量为3～9％。

作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述药皮要达到焊条高含量碳化硼时仍具有可焊性好、熔化快、堆焊层金属耐磨效果优而又有一定的抗脆性的要求，所述药皮中的成分需符合以下含量要求：碳化硼14-18％、雾化铁粉28％、铬总含量20-24％、石墨粉3-9％。

作为本发明所述耐磨堆焊焊条药皮的优选实施方式，所述雾化铁粉的粒度为100-120目；所述碳化硼、雾化硅铁、高碳铬铁、微碳铬铁、金属铬、铌铁、中碳锰铁、钒铁的粒度为40-80目；所述钴粉的粒度为200-300目；所述云母的粒度为20-40目；所述石墨粉的粒度为40-100目。为防止在涂压过程中药皮发热起泡，改善涂料的粘结性，所述铁粉必须是经过雾化处理的圆球状、松装密度大的颗粒，粒度为100-120目。

另外，本发明还提供一种熔化快、兼顾抗脆性和耐磨性的高含量碳化硼耐磨堆焊焊条，为实现此目的，本发明采取的技术方案为：一种耐磨堆焊焊条，包含焊芯和药皮，所述药皮采用如上所述的焊条药皮。

作为本发明所述耐磨堆焊焊条的优选实施方式，所述焊芯为碳钢H08A。

作为本发明所述耐磨堆焊焊条的优选实施方式，所述药皮外径与所述焊芯直径的比为1.75-1.9。较佳地，本发明所述焊条在涂压生产时，药皮外径与焊芯直径的比一般选择在1.75-1.9范围，并可按焊芯直径Φ3.2、4.0、5.0mm，长度350-500mm等几个规格生产。

经过大量的试验和实践表明，在本发明所述的碳化硼、铁粉、铬合金、石墨粉等含量范围内所获得的药皮制作的焊条，其焊缝金属硬度、耐磨性与抗脆性具有兼顾效果：既有高硬度(堆焊层金属硬度一层HRC最高可达70度)，又有高耐磨(常温下耐磨性接近市售碳化钨堆焊条的水平)，抗脆性也尽可能地得到了改善。

本发明焊条出厂后施焊前还应进行200-300度再烘干，焊接时尽量不多层堆焊，尽可能地对施焊工件预热200度以上，施焊过程中趁热一次性焊完所要的尺寸。

最后，本发明的再一目的是提供一种能够防止在涂压过程中药皮发热起泡、改善涂料粘结性的焊条制备方法，为实现此目的，本发明采取的技术方案为：一种如上所述焊条的制备方法，包括如下步骤：采用粘结剂将药皮粉料粘结后，用油压式焊条涂压机挤压在焊芯外表面，所述粘结剂为加入有按所用粘结剂重量的0.5％的高锰酸钾、模数为M2.2-2.4、浓度为波美度48-50度、钾水玻璃：钠水玻璃为3:1的混合水玻璃。

本发明所述焊条制作时，可按照一般焊条的生产工艺进行制作便可。但是，为了防止在涂压过程中药发热起泡，改善涂料的粘结性，除了所述药皮中的铁粉必须是经过雾化处理的圆球状、松装密度大的颗粒外，所述焊条制备过程中采用的粘结剂也应是加入有按所用粘结剂重量的0.5％的高锰酸钾、模数为M2.2-2.4、浓度为波美度48-50度、钾水玻璃：钠水玻璃为3:1的混合水玻璃。

本发明所述焊条药皮，熔点低，便于施焊，成型美观，其堆焊层金属具有高硬度(堆焊一层硬度可达到HRC65-70)、高耐磨性及一定的抗脆性，而且在使用时其性价比相对较高。因此，本发明的焊条药皮可广泛应用于耐磨堆焊焊条中，尤其是针对焊芯为碳钢H08A的耐磨堆焊焊条，效果更优异。

本发明所述焊条，为具有熔化快、兼顾抗脆性与耐磨性的高含量碳化硼焊条，适用于钩机斗齿、木炭、橡塑螺旋推进器(螺杆)、混泥土搅拌站搅拌叶片及衬板、砼泵输送S管、切割环、碾磨硅微粉磨盘等需高耐磨的机械零配件黑色金属表面手弧焊堆焊。此外，将在常温下耐磨效果相近的本发明碳化硼焊条与市售碳化钨焊条的价格对比看，前者是后者的五分之一以上，因此，对使用者而言，具有很大的经济效益。因此，本发明的焊条具备工艺性好、熔化快、一定的抗脆性、硬度高、耐磨效果佳等优点，其外观光滑，成形美观、少渣或无渣，无气孔，抗脆性、耐磨性、价格等均优于市售同类产品水平。

本发明所述焊条的制备方法，采用所述特定的粘合剂，结合所述特定配方的焊条药皮，有效防止涂压过程中药皮发热起泡，改善涂料的粘结性。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本发明焊条的一种实施例，本实施例所述焊条包含焊芯和药皮，所述焊芯材质为碳钢H08A，所述药皮含有以下质量百分含量的组分：碳化硼18％、雾化铁粉28％、雾化硅铁6％、高碳铬铁41％、云母4％、石墨粉3％。本实施例所述焊芯的直径为Φ4.0mm、长度为400mm，所述焊条的外径为Φ7.0mm。

本实施例所述焊条采用现有技术中一般的焊条生产工艺制备即可，不同的是，本实施例所述焊条制备过程中采用的粘结剂为加入有按所用粘结剂重量的0.5％的高锰酸钾、模数为M2.2-2.4、浓度为波美度48-50度、钾水玻璃：钠水玻璃为3:1的混合水玻璃。

按国家标准——堆焊焊条洛氏硬度测定法测定堆焊层硬度：一至三层HRC68-70。用本实施例焊条堆焊在钩机上材质为45#钢的斗齿上一层，焊前不预热，即可达到3-5mm厚，焊前焊条200度再烘干，电流180A，交直流焊接。焊接表明，焊缝成形美观，无气孔夹渣，有部分横向裂纹，采用7公斤铁锤敲打100次未见剥离，在实际使用看，其使用寿命高于高锰钢铸件的三倍左右或用高铬耐磨焊条堆焊同样尺寸的斗齿一倍以上。

实施例2

本发明焊条的一种实施例，本实施例所述焊条包含焊芯和药皮，所述焊芯材质为碳钢H08A，所述药皮含有以下质量百分含量的组分：碳化硼16％、雾化铁粉28％、云母2％、石墨粉7％、铌铁20％、金属铬20％、微碳铬铁3％、中碳锰铁4％。本实施例所述焊芯的直径为Φ3.2mm、长度为350mm，所述焊条的外径为Φ6.0mm。本实施例所述焊条的制备方法同实施例1。

同样按标准测定堆焊层硬度：一至三层HRC67-69。用本实施例焊条堆焊在木炭机锥形螺旋推进器(小螺杆，长520mm，大的一端外径Φ68mm，材质为40Cr钢)上两层(焊前已300度预热此螺杆)，即可超过6mm厚度，焊前焊条200度再烘干，电流130A，交直流焊接。结果表明，螺旋形边缘、刃峰口金属饱满，内侧金色光滑，呈灰白色，焊缝美观，无气孔夹渣，基本无裂纹，采用砂轮打磨机磨成所要形状和尺寸后，安装在木炭挤压机上，挤压由木屑、石灰等组成的纤维状物质，其使用寿命高于用热处理后的高碳合金钢螺杆的三倍多，也高于用高铬耐磨焊条堆焊40Cr作母材上同样尺寸的螺杆一倍以上。

实施例3

本发明焊条的一种实施例，本实施例所述焊条包含焊芯和药皮，所述焊芯材质为碳钢H08A，所述药皮含有以下重量百分含量的组分：碳化硼14％、雾化铁粉28％、微碳铬铁33％、钴粉8％、云母4％、石墨粉9％、钒铁4％。本实施例所述焊芯的直径为Φ5.0mm、长度为500mm，所述焊条的外径为Φ8.8mm。本实施例所述焊条的制备方法同实施例1。

同样按标准测定堆焊层硬度：一至三层HRC65-67。用该焊条堆焊在橡塑双锥形挤压机大螺杆(长1800mm，大的一端外径Φ300mm，材质为38CrMoAl氮化钢)上，焊前局部300度预热此螺杆，进行慢速堆焊一层，即可达到6mm左右的所需厚度，焊前焊条300度再烘干，电流210A，交直流焊接。结果表明，螺旋形边缘、刃峰口金属光滑，仅需在专用磨床上适当磨削和抛光，螺杆表面呈现近似镜面般光亮，有少许横裂纹出现，没见剥离现象；而刃口锋利，在挤压尼龙硬纤维废料等原料(属较难挤压的一种原料)时，可快速挤压推进那些坚韧纤维，使挤压作业顺利进行。这种堆焊螺杆使用寿命是氮化处理的一倍以上，而且可以反复堆焊焊补，因而大大节约了成本。

实施例4

碳化硼含量与堆焊缝金属耐磨性和抗脆性变化趋势的关系试验

基于药皮组成中铁粉含量固定在28％、石墨含量在3-9％的前提下实施本试验例。设置试验组1～11和对比组。试验组1～11的焊条除药皮中碳化硼含量不同外，其余成分及含量、焊芯材质及直径和长度、药皮外径及焊条的制备方法等各因素在规定范围内均相同(药皮中除碳化硼含量不同外，其余各成分均采用本发明所述的成分及含量范围)。对比组采用市售碳化钨焊条。

在相同的条件下采用试验组1-11和对比组的焊条进行堆焊，分别测试堆焊缝金属的耐磨性和抗脆性。耐磨性、抗脆性试验均采用本企业试验技术标准。具体耐磨性的测试方法为：在Φ18碳钢螺丝顶部堆焊Φ18mm、厚6mm焊缝，固定在可自行上下的滑槽内，焊缝端部垂直压在高速旋转的砂轮中进行摩擦，以30分钟磨损量多少(克)，共测量三次，取其平均值来衡量耐磨性，磨损量越大，耐磨性就越差。抗脆性的测试方法为：在尺寸为长100mm*宽60mm*厚25mm的45#碳钢表面上、连续堆焊相同尺寸的三层焊缝，冷却后用7公斤铁锤敲击次数多少而定，如五十次都没发生剥离和脆裂，则再堆上一层，冷后再敲击，记录次数，如五十次还不剥离，则再堆，依次类推，直至出现剥离或脆为止，记录敲击次数，便能得知其抗脆性水平。

其中各组焊条的药皮中，碳化硼的质量百分含量以及各组的耐磨性和抗脆性见表1所示。

表1碳化硼含量与耐磨性、抗脆性的关系

*注：按抗脆性试验，此数据为连续堆焊三层冷后锤击次数，达不到再堆焊一层的五十次要求。

由表1可知，所述焊条药皮中，碳化硼含量14％以后较耐磨(基本接近市售碳化钨焊条的水平)，小于12％时稍差，不含碳化硼时就更差。在碳化硼含量与焊缝金属抗脆性方面，低于12％时较好，14-18％时仍有一定的抗脆性，超过18％后逐步变差。因此可见，碳化硼含量宜选定在14-18％范围，此时焊缝金属耐磨性好，又兼顾了一定的抗脆性能。

实施例5雾化铁粉、石墨含量与药皮熔敷效率的关系试验

试验组设置试验组1～5，试验组1～5的焊条中，药皮含有碳化硼含量14-18％、铬总含量20-24％、石墨含量3、9、11％。试验组1～5中，在药皮其他成分含量相同的情况下，调整雾化铁粉含量，检测雾化铁粉含量变化时对熔敷效率的影响(熔敷效率是按60mm焊条堆焊去渣后有效焊缝金属重量除以所烧焊条焊芯重量)。测试结果如表2所示。

表2雾化铁粉、石墨粉含量对药皮熔敷效率的影响结果

表中熔敷率上、下限对应的是含碳化硼量下、上限值时的值。由表2可看出，在石墨含量3％时，铁粉对熔敷率影响较9％时变化明显些，随着铁粉的增加而提高。当雾化铁粉含量为28％以后，效果相对较好，且趋于饱和。在含量大等于9％的石墨粉时效率变化不大，这与此时的高铁粉含量导致套筒收缩、电弧短路等有关。由此也进一步验证，石墨含量超出9％的范围对熔敷率没多大意义。

实施例6

石墨粉含量对焊缝金属耐磨性和抗脆性的影响试验

试验设置试验组1～6，试验组1～6的焊条中，药皮含有碳化硼含量14-18％、铬总含量20-24％、雾化铁粉28％含量，每组焊条的焊芯材质及规格等均相同，在焊条药皮中其余成分均相同的条件下，调整石墨粉的含量，检测石墨粉含量变化时，对焊缝金属耐磨性和抗脆性的影响。结果如表3所示。

表3石墨粉含量对焊缝金属耐磨性和抗脆性的影响结果

*注：按抗脆性试验，此数据为连续堆焊三层冷后锤击次数，达不到再堆焊一层的五十次要求。

由表3可看出，石墨粉含量为3～9％时，焊缝金属耐磨性和抗脆性兼顾效果较为理想。当石墨粉含量低于3％时，抗脆性可以但是焊缝金属耐磨性较低；当石墨粉含量超过9％时，焊缝金属耐磨性尚可但抗脆性变差。

实施例7

药皮中雾化铁粉含量对药皮套筒、熔化时间及焊条金属耐磨性的影响

1、雾化铁粉含量对药皮套筒和熔化时间的影响试验

试验设置试验组1～5，试验组1～5的焊条中，药皮中碳化硼含量为14～18％，除了石墨和雾化铁粉含量不同外，其他组成基本不变。雾化铁粉含量对药皮套筒和熔化时间的关系(熔化时间是按200mm焊条堆焊完成所需时间(秒)表示的；药皮套筒长短是用游标卡尺测量焊条熔化后的端部焊芯缩进量长度表示，以mm计)如表4所示。

表4雾化铁粉含量对药皮套筒和熔化时间的影响

由表4可以看出，在石墨、碳化硼含量一定时，铁粉增多，套筒、熔化时间变短，在石墨含量至9％时铁粉含量太多将大大加速药皮熔化，甚至比焊芯熔化还快，导致“露芯”(负套筒)而引起电弧短路、断弧现象。

2、雾化铁粉含量对焊缝金属耐磨性影响的试验

试验设置试验组1～3，试验组1～3的焊条中，药皮中碳化硼含量均为18％，除雾化铁粉含量及石墨粉含量不同外，其余成分及含量、焊芯材质及直径和长度、药皮外径及焊条的制备方法等各因素在规定范围内均相同。分别测试试验组1～3的焊条的耐磨性。测试结果如表5所示。

表5雾化铁粉含量对焊缝耐磨性的影响

由表5可以看出，铁粉加入过多，稀释了熔滴和熔池熔融状态时的碳化硼浓度，使焊缝金属耐磨性下降。因此，铁粉的加入必须适量。

综合本实施中表4和表5的结果可看出，铁粉加入量以28％(质量百分含量)较为适宜。

实施例8

药皮中铌铁、钴粉、钒铁含量对焊缝金属耐磨性、抗脆性的影响试验

试验设置试验组1～5，试验组1～5的焊条中，药皮中铌铁、钴粉、钒铁含量不同外，其余成分含量按上述最佳范围内作相同调整，且每组焊条采用的焊芯及焊芯规格等均相同。调整每组铌铁、钴粉、钒铁含量，检测这些物质含量变化时，对焊缝金属耐磨性、抗脆性的影响，结果如表6所示。

表6铌铁、钴粉、钒铁含量对焊缝金属耐磨性、抗脆性的影响

由表6可看出，当所述铌铁、钴粉和钒铁合金组元在药皮中的质量百分含量分别为7-20％、5-8％、2-4％范围内时，随着含量的增加，焊缝金属耐磨性、抗脆性也随之提高，其最佳效果可以更加接近市售碳化钨焊条的水平。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种耐磨堆焊焊条药皮，其特征在于，所述药皮含有以下质量百分含量的组分：碳化硼14-18％、雾化铁粉28％、雾化硅铁0-6％、高碳铬铁0-41％、微碳铬铁0-33％、铌铁0-20％、钴粉0-8％、石墨粉3-9％、中碳锰铁0-4％、钒铁0-4％、金属铬0-20％。

2.如权利要求1所述的耐磨堆焊焊条药皮，其特征在于，所述药皮还含有以下质量百分含量的组分：云母2-4％。

3.如权利要求1或2所述的耐磨堆焊焊条药皮，其特征在于，所述铌铁在所述药皮中的质量百分含量为7-20％，所述钴粉在所述药皮中的质量百分含量为5-8％，所述钒铁在所述药皮中的质量百分含量为2-4％。

4.如权利要求2所述的耐磨堆焊焊条药皮，其特征在于，所述药皮含有以下质量百分含量的组分：碳化硼18％、雾化铁粉28％、雾化硅铁6％、高碳铬铁41％、云母4％、石墨粉3％；或者所述药皮含有以下质量百分含量的组分：碳化硼16％、雾化铁粉28％、云母2％、石墨粉7％、铌铁20％、金属铬20％、微碳铬铁3％、中碳锰铁4％；或者所述药皮含有以下质量百分含量的组分：碳化硼14％、雾化铁粉28％、微碳铬铁33％、钴粉8％、云母4％、石墨粉9％、钒铁4％。

5.如权利要求1～4任一项所述的耐磨堆焊焊条药皮，其特征在于，所述雾化铁粉的粒度为100-120目；所述碳化硼、雾化硅铁、高碳铬铁、微碳铬铁、金属铬、铌铁、中碳锰铁、钒铁的粒度为40-80目；所述钴粉的粒度为200-300目；所述云母的粒度为20-40目；所述石墨粉的粒度为40-100目。

6.一种耐磨堆焊焊条，包含焊芯和药皮，其特征在于，所述药皮为权利要求1～5任一项所述的焊条药皮。

7.如权利要求6所述的耐磨堆焊焊条，其特征在于，所述焊芯为碳钢H08A。

8.如权利要求6或7所述的耐磨堆焊焊条，其特征在于，所述药皮外径与所述焊芯直径的比为1.75-1.9。

9.一种如权利要求6～8任一项所述耐磨堆焊焊条的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：采用粘结剂将药皮粉料粘结后，用油压式焊条涂压机挤压在焊芯外表面，所述粘结剂为加入有按所用粘结剂重量的0.5％的高锰酸钾、模数为M2.2-2.4、浓度为波美度48-50度、钾水玻璃：钠水玻璃为3:1的混合水玻璃。