CN1093450C - 时效马氏体钢钨极氩弧焊金属粉芯焊丝及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种时效马氏体钢钨极氩弧焊金属粉芯焊丝属于金属粉芯焊丝制造技术领域，其粉芯中各粉料的重量配比为Ni：39～78%，Co：0～26%，Mo：0～18%，Ti：0.2～6%，Al：0.7～1.68%，Nb：0.2～1.455%，Re：0～0.72%，Te：0～0.15%，Se： 0～0.25%，B：0.02～0.04%，Zr：0.01～0.02%，Ca：0.01～0.1%，其余为Fe粉。本焊丝的制造工艺采用超声波清洗去除钢带表面的油污，该工艺简单，成本低。本焊丝杂质含量低，具有高强度、高断裂韧性及较好的焊接性能和加工性能，适合于尺寸精度和性能要求高的模具堆焊或航空、航天的重要零部件的焊接。
Description
技术领域
一种时效马氏体钢钨极氩弧焊金属粉芯焊丝属于金属粉芯焊丝制造技术领域。
背景技术
时效马氏体钢是一种性能优异，具有超高强度、高断裂韧性及良好加工工艺性能的新钢种，主要用于要求比强度高、可靠性强、尺寸控制精确的重要构件，如飞机、航天火箭、导弹等的某些部件以及高寿命模具、工具的制造与修复，而时效马氏体钢由于其合金成分复杂且含量高，并要求含碳量、杂质含量极低，必须采用特殊的冶炼技术，严格控制冶炼工艺才能制成。目前国外用于焊接时效马氏体钢的焊接材料有实芯焊丝和焊条，实芯焊丝和焊条的焊芯都是采用真空熔炼、自耗重熔技术生产的时效马氏体钢丝材，其制造工艺十分复杂、成本很高，我国目前还没有掌握生产这种丝材的技术，时效马氏体钢钨极氩弧焊用的实芯焊丝和手工电弧焊用的焊条全部依赖进口。另一类与本发明相关的技术是用于其它钢种焊接和堆焊的金属粉芯焊丝，它具有生产效率高、合金成分调整容易和制造简便等优点，目前国内外已有用于低碳钢、高强钢CO2气保护焊的金属粉芯焊丝及用于轧辊、破碎机埋弧焊的金属粉芯焊丝，对这些金属粉芯焊丝的熔敷金属的化学成分及力学性能均无特别高的要求。为了解决时效马氏体钢实芯焊丝的制造难题，本发明采用金属粉芯焊丝代替实芯焊丝，经过钨极氩弧焊的冶金过程获得时效马氏体钢成分的熔敷金属。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种杂质含量低，具有高强度、高断裂韧性及较好的焊接性能和加工性能的时效马氏体钢钨极氩弧焊的金属粉芯焊丝。
本发明的特征是金属粉芯中各粉料的重量配比为：Ni：39～78％，Co：0～26％，Mo：0～18％，Ti：0.2～6％，Al：0.7～1.68％，Nb：0.2～1.455％，Re：0～0.72％，Te：0～0.15％，Se：0～0.25％，B：0.02～0.04％，Zr：0.01～0.02％，Ca：0.01～0.1％，其余为Fe粉，Re为混合稀土，粉芯占焊丝的重量百分比即加粉系数为30～52％。
在上述配方中，Fe粉起调节成分的作用，杂质元素C、Mn、Si、P、S含于钢带及各种粉料中。该焊丝粉芯配方合金元素约占焊丝总质量的20～35％。
该焊丝熔敷金属成分(重量％)为：Ni：16～28％，Co：6～10％，Mo：2.5～5.5％，Ti：0.1～1.8％，Al：0～1％，Nb：≤0.8％，Re：≤0.05％，Te：≤0.05％，Se：≤0.05％，B：≤0.03％，Zr：≤0.05％，Ca：≤0.1％，C：≤0.04％，Mn：≤0.5％，Si：≤0.5％，P：≤0.02％，S：≤0.02％。
本焊丝的熔敷金属具有特别优异的性能，在超高强度的同时具有较高的断裂韧性。σb为1400～2100MPa，δ5为8～14％，并且有极好的焊接性能和加工性能，焊接裂纹敏感性很低，焊后硬度HRC为30～35，易于机械加工，经低温时效后不会变形，可获得HRC为50～55的高硬度。
在制造工艺上为了保证获得高纯度的熔敷金属，采用超声波清洗去除钢带表面的油污、锈蚀和水分。该制造工艺比较简单，易于控制，成本低，其价格比经特殊冶炼而成的实芯焊丝降低50％以上。
具体实施方式1.按表1中配方1称量粉料，混合均匀，用超声波清洗去除钢带表面的油污、锈蚀和水分，将钢带轧成U型，通过加粉装置将制备好的粉料均匀地落入U型槽内，再合龙为O型，经轧制减径后制成粉芯焊丝。其力学性能试验如表1所示。2.按表1中配方2称量粉料，其它步骤同上。其力学性能试验如表1所示。3.按表1中配方3称量粉料，其它步骤同上。其力学性能试验如表1所示。4.按表1中配方4称量粉料，其它步骤同上。其力学性能试验如表1所示。5.按表1中配方5称量粉料，其它步骤同上。其力学性能试验如表1所示。6.按表1中配方6称量粉料，其它步骤同上。其力学性能试验如表1所示。
综上所述，本发明的金属粉芯焊丝其熔敷金属的化学成分、力学性能均能满足时效马氏体钢钨极氩弧焊焊接及堆焊的要求，特别适合于尺寸精度和性能都要求很高的模具堆焊或其它航空、航天的重要零部件的焊接。表1
| 配方 | 焊丝粉芯中各粉料含量(％) | 加粉系数(％) | 力学性能试验 | |||||||||||||||
| Ni | Co | Mo | Ti | Al | Nb | Re | Te | Se | B | Zr | Ca | Fe | σb(MPa) | δ5(％) | HRC(焊后) | HRC(时效后) | ||
| 1 | 39 | 20 | 5 | 0.2 | 1.5 | 0.2 | 0.44 | 0.1 | 0.1 | 0.03 | 0.02 | 0.1 | 33.31 | 48 | 1800 | 9 | 34 | 54 |
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Claims (1)
1.一种时效马氏体钢钨极氩弧焊金属粉芯焊丝，其特征在于：金属粉芯中各粉料的重量配比为：Ni：39～78％，Co：0～26％，Mo：0～18％，Ti：0.2～6％，Al：0.7～1.68％，Nb：0.2～1.455％，Re：0～0.72％，Te：0～0.15％，Se：0～0.25％，B：0.02～0.04％，Zr：0.01～0.02％，Ca：0.01～0.1％，其余为Fe粉，Re为混合稀土，粉芯占焊丝的重量百分比为30～52％。
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