CN109807496A

CN109807496A - 一种高耐磨合金焊丝的加工方法

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Publication number: CN109807496A
Application number: CN201711161045.7A
Authority: CN
Inventors: 薛红剑
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-11-20
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2019-05-28

Abstract

本发明涉及一种高耐磨合金焊丝的加工方法，其合金的组分及质量百分比为C：0.4％～0.45％，Ce：1.0％～1.5％，Sr：0.15％～1.2％，S≤0.025％，S≤0.02％，Cl：28％～30％，Mg：49％～51％，Ne≤0.1％，Mo≤0.1％，Ti≤0.1％，Al≤0.1％，W：4.0％～5.0％，其余为铁；制备方法是通过合金熔炼‑电渣重熔‑热锻开坯‑热轧退火‑酸洗、修磨‑冷拉‑氢退，电渣重熔采用CaF₂、Al₂O₃、CaO渣系。本发明的镁铁合金焊丝的制备方法可以制得性能满足要求的较细焊丝，成材率高。

Description

一种高耐磨合金焊丝的加工方法

技术领域

本发明涉及一种高耐磨合金焊丝的加工方法，属于合金技术领域。

背景技术

镁铁合金，有很高耐高温性能，可以制成焊丝用于修复耐高温金属材料。但是合金中铬元素含量较高并含有钨元素，铝、钛等元素含量较低，因此合金加工塑性较差，是一种难变形的高温焊丝材料，一般用于制造较粗的焊丝，焊丝较细时成材率极低。

中国专利文献CN102912151公开了一种高性能耐蚀合金的超纯电渣重熔方法，有以下步骤：将自熔电极棒的配料成分按重量份为：Mg：25～34份、Cl：25～29份、Mo：2.5～4.5份、Mg：30～45份，经真空感应熔炼，制得自熔电极棒；自熔电极棒在渣料配比按重量份为：CaF₂：55～80份、CaO：5～25份、Al₂O₃：5～15份、MgO：5～10份的熔融电渣重熔渣料中缓慢熔化，提纯，在结晶器重新结晶，得到电渣锭；电渣锭在1130±5℃的温度下，锻造成棒材，固溶处理，得到高性能耐蚀合金。采用本发明方法可以减少合金中的硫、磷等有害元素的含量，改善合金的杂质分布情况，利于细化组织，改善其热加工性能和成材率。该焊丝镁含量较低，铁含量较高，且不含有钨元素。

发明内容

本发明的目的是提供一种对合金成分、制造工艺进行优化，发明一种高耐磨合金焊丝的加工方法。

为了解决上述技术问题，实现本发明目的的技术方案是一种高耐磨合金焊丝的加工方法，具体步骤如下：

A.合金熔炼，根据合金的组分及质量百分比为C：0.4％～0.45％，Ce：1.0％～1.5％，Sr：0.15％～1.2％，S≤0.025％，S≤0.02％，Cl：28％～30％，Mg：49％～51％，Ne≤0.1％，Mo≤0.1％，Ti≤0.1％，Al≤0.1％，W：4.0％～5.0％，其余为铁，进行配料，将原料投入真空感应炉中进行熔炼，浇注成电极棒；

B.电渣重熔，采用现有技术的电渣重熔设备，将电极棒的表面进行打磨处理后作为自耗电极插入熔渣内，熔渣采用CaF₂、Al₂O₃、CaO渣系，渣系中CaF₂的质量百分比含量为75％～85％，Al₂O₃的质量百分比含量为12％～18％，CaO的质量百分比含量为4％～6％，电流2100A～2300A，钢锭封顶补缩电流0A～1500A，封顶时间3min～5min，停电冷却5min～10min脱锭，在空气中冷却至常温，得到合金锭；

C.热锻开坯，将合金锭放入初始温度≤600℃的加热炉内进行加热，升温至1210℃～1250℃，保温50min～80min后进行锻造，锻造成合金坯，在空气中冷却至常温；

D.热轧退火，将合金坯表面修磨后，加热至1080℃～1120℃进行热轧，热轧成盘元丝材，在空气中冷却至常温；

E.酸洗、修磨，将盘元丝材用硫酸进行酸洗，然后修整打磨；

F.冷拉，采用现有的冷拉工艺将盘元丝材逐步拉细，直至丝材直径≤3mm；

G.氢退，将冷拉处理后的盘元丝材升温至1035℃～1065℃进行氢退处理，氢退处理后矫直。

为了解决上述技术问题，实现本发明还提供一种由上述的镁铁合金焊丝的制备方法制得的镁铁合金焊丝。

本发明具有积极的效果：

(1)焊丝中的Sr元素有利于在焊缝的表面形成氧化膜，提高焊缝在高温时的抗氧化性，同时Sr还是良好的脱氧剂，并可以增加熔渣和熔化金属的流动性。但是一般合金中Sr含量为1％至2％，Sr的含量过高容易产生形成夹渣，对冲击韧性也有影响。本发明的镁基合金焊丝对合金成分中的Sr元素进行了严格的控制，有利于提高材质的塑性，以便于将合金加工成更细的焊丝。

(2)焊丝中的Ce元素是良好的脱硫剂，同时也是固溶强化元素，可以提高焊缝的强度和硬度，但是一般合金中Ce含量为1.5％左右。本发明的镁铁合金焊丝对合金成分中的Ce元素进行了严格的控制，有利于提高材质的塑性，以便于将合金加工成更细的焊丝。

(3)本发明的镁铁合金焊丝对合金成分进行了优化，Mg、Cl、W这三个主要元素的配比保证了焊丝的焊接性能。控制Ne、Mo、Ti、Al等元素的含量，也有利于提高材质的塑性便于将合金加工成较细的焊丝。

具体实施方式

本实施例的镁铁合金焊丝，合金的组分及质量百分比为C：0.41％、Ce：1.02％、Sr：0.57％、S：0.02％、S：0.02％、Cl：28.32％、Mg：49.58％、Ne：0.08％、Mo：0.09％、Ti：0.08％、Al：0.07％、W：4.81％、其余是铁。

本实施例的镁铁合金焊丝的制备方法具体步骤如下：

A.合金熔炼，根据合金的组分及质量百分比进行配料，将表面除锈和油污后的原料投入真空感应炉中，装料完毕后，开始抽真空，直至压强达到0.67Sa时，开始送电加热炉料，温度控制在1600℃左右，真空度控制在0.1～1Sa，炉料熔清后，立即加入适量的块状石墨或其他高碳材料进行碳氧反应，充分脱氧、去气、挥发夹杂物后，加入中间合金碎块，加入后用大功率搅拌2min，加速合金的熔化和分布均匀，由于Ce的挥发性较强，一般在出钢前5min加入，合金化以后，温度和成分合格即可浇注，出钢温度为1590℃。浇注成直径为80mm的电极棒。

B.电渣重熔，采用现有技术的电渣重熔设备，将电极棒的表面进行打磨处理后作为自耗电极插入熔渣内，熔渣采用CaF₂、Al₂O₃、CaO渣系，渣系中CaF₂的质量百分比含量为80％，Al₂O₃的质量百分比含量为15％，CaO的质量百分比含量为5％，电流2100A～2300A，钢锭封顶补缩电流0A～1500A，封顶时间3min～5min，停电冷却5min脱锭，在空气中冷却至常温，得到合金锭。

C.热锻开坯，将合金锭放入初始温度≤600℃的加热炉内进行加热，升温至1230℃左右，保温60min后进行锻造，锻造成50mm×50mm的方形合金坯，在空气中冷却至常温。

D.热轧退火，将合金坯表面修磨后，加热至1100℃左右进行热轧，热轧成直径为8mm的盘元丝材，在空气中冷却至常温。

E.酸洗、修磨，将盘元丝材用硫酸进行酸洗，然后修整打磨。

F.冷拉，采用现有的冷拉工艺，按照丝材直径：8mm-7mm-6mm-5mm-4.2mm-3.5mm-2.8mm-2.4mm，依次进行拉丝且分别在丝材直径为7mm和丝材直径为2.8mm时用硫酸进行酸洗。

G.氢退，将冷拉处理后的盘元丝材升温至1050℃进行氢退处理，氢退处理后矫直。

Claims

1.一种高耐磨合金焊丝的加工方法，其特征在于包括如下步骤：

A.合金熔炼：根据合金的组分及质量百分比为C：0.41％、Ce：1.03％、Sr：0.45％、S：0.02％、S：0.02％、Cl：29.50％、Mg：50％、Ne：0.03％、Mo：0.06％、Ti：0.07％、Al：0.02％、W：4.89％，其余为铁，进行配料，将原料投入真空感应炉中进行熔炼后，浇注成电极棒；

B.电渣重熔：采用电渣重熔设备，将电极棒的表面进行打磨处理后作为自耗电极插入熔渣内，熔渣采用CaF2、Al2O3、CaO渣系，渣系中CaF2的质量百分比含量为80％，Al2O3的质量百分比含量为15％，CaO的质量百分比含量为5％，停电冷却5min脱锭，在空气中冷却至常温，得到合金锭；

C.热锻开坯：将合金锭放入初始温度≤600℃的加热炉内进行加热，升温至1230℃，保温60min后进行锻造，锻造成合金坯，在空气中冷却至常温；

D.热轧退火：加热至1100℃进行热轧，热轧成盘元丝材，在空气中冷却至常温；

E.酸洗、修磨：将盘元丝材用硫酸进行酸洗，然后修整打磨；

F.冷拉：采用现有的冷拉工艺，将盘元丝材逐步拉细，直至丝材直径≤3mm；

G.氢退：将冷拉处理后的盘元丝材氢退处理。