CN110773900A - 堆焊焊条及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种堆焊焊条及其制备方法，堆焊焊条含有的组分及各组分质量百分比如下：大理石2‑8％；萤石3‑8％；硅酸盐2‑6％；石墨5‑9％；金属铬10‑20％；高碳铬铁60‑80％，总计100％。使用它焊接可以有较好的耐腐蚀性，大大降低焊条成本，不容易产生焊条与母材之间的剥离，有较好的高温耐磨性。

Description

堆焊焊条及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种堆焊焊条及其制备方法。

背景技术

目前，现在的高硬度耐磨粒磨损的D707堆焊焊条广泛使用的是Fe-W-C合金系，其堆焊组织中耐磨硬相组织主要是碳化钨组织。但这种堆焊焊条极其昂贵，而且堆焊较厚时容易产生焊缝与母材之间的剥离，虽然堆焊层组织硬度很高(HRC可达60以上)，但在某些工况条件下，特别是在一些具有腐蚀性的磨粒磨损的条件下，这种合金系的堆焊层往往不太理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种堆焊焊条，使用它焊接可以有较好的耐腐蚀性，大大降低焊条成本，不容易产生焊条与母材之间的剥离，有较好的高温耐磨性。

解决本发明的技术问题的技术方案是：一种堆焊焊条，它含有的组分及各组分质量百分比如下：

大理石2-8％；

萤石3-8％；

硅酸盐2-6％；

石墨5-9％；

金属铬10-20％；

高碳铬铁60-80％，总计100％。

进一步，高碳铬铁的化学成分及含量百分比为：Cr：65-69％；C：6-10％；Si≤3％；S≤0.03％；P≤0.03％，总计100％。

进一步，石墨为胶体石墨，石墨的化学成分及含量百分比为C≥99.5％，S≤0.02％，P≤0.02％。

进一步，萤石的化学成分及含量百分比为：CaF₂≥98％，Si≤1.5％，S≤0.03％，P≤0.03％。

进一步，在大理石中，CaCO₃≥98.5wt％。

本发明还提供了一种堆焊焊条的制备方法，方法的步骤中含有：

将各组分的粉料分别过筛；

将过筛后的各组分按照相应质量百分比配料混合，得到混合料；

将混合料加入搅拌机中再加入水玻璃搅拌，用生产焊条的油压机制成堆焊焊条。

采用了上述技术方案后，本发明中加入的合金元素使堆焊层组织细化，而组织细化后相当于硬质相层次增多，在一定程度上这种磨剥造成的有害作用的影响降低，从而提高耐磨性；本发明的提高堆焊层的耐磨性的途径与加入合金元素细化组织不同，是通过调整堆焊焊条中的药粉配方，在不加入其它合金元素的条件下，得到非常均匀的焊缝组织，焊缝织织依靠其硬质相的均匀性使得其耐磨性得以提高，本发明Fe-Cr-C合金系焊缝组织对比Fe-W-C合金系焊缝组织有两个明显优点：1、焊缝成型美观，2、节约原材料成本。本发明的堆焊焊条焊缝金属HRC硬度值大约为67，为了得到组织均匀的焊缝，(一)要解决的是焊缝中的气孔问题，D707焊条中一般对弧坑中存在的少量小气孔是不在乎的，因为其并不影响焊接工件的耐磨性，但在本发明的堆焊焊条中微量小气孔的存在都会影响组织的均匀性。气孔分为两类，一类是氢气孔，一类是一氧化碳气孔，高铬铸铁焊存在的气孔一般为一氧化碳气孔。施焊过程就是焊接化学冶金过程，在此过程中，氧化还原反应是贯穿始终的，FeO活度过大则易产生CO气孔，在本堆焊焊条配方中，石墨和金属材料为还原性物质，碳酸盐(大理石)和硅酸盐为氧化性材料，通过选材及选择合适的配方比例使得本堆焊焊条的化学冶金反应能满足要求，施焊过程的化学冶金反应瞬间氧化还原平衡，没有因各种材料的熔点不同受影响，气孔问题得以解决。

具体实施方式

本发明提供了一种堆焊焊条及其制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

一种堆焊焊条，它含有的组分及各组分质量百分比如下：

大理石3-8％；

萤石3-8％；

硅酸盐2-6％；

石墨5-9％；

金属铬10-20％；

高碳铬铁60-80％，总计100％。

在焊芯药粉中，高碳铬铁、石墨、金属铬这三种材料是为焊缝组织提供硬质相的物质基础。

高碳铬铁的化学成分及含量百分比为：Cr：65-69％；C：6-10％；Si≤3％；S≤0.03％；P≤0.03％。

进一步，石墨为胶体石墨，石墨的化学成分及含量百分比为C≥99.5％，S≤0.02％，P≤0.02％。

为了能够得到硬度为HRC67左右的焊缝组织，对大理石、萤石也有要求，萤石的化学成分及含量百分比为：CaF₂≥98％，Si≤1.5％，S≤0.03％，P≤0.03％；在大理石中，CaCO₃≥98.5wt％。

本发明还提供了一种堆焊焊条的制备方法，方法的步骤中含有：

将各组分的粉料分别过筛；

将过筛后的各组分按照相应质量百分比配料，将配好的药粉用拌粉机混合，得到混合料，再加入水玻璃湿拌直至拌好；

将拌好的湿药粉加入制造焊条的油压机中制成堆焊焊条。

加入合金元素使堆焊层组织细化，而组织细化后相当于硬质相层次增多，在一定程度上这种磨剥造成的有害作用的影响降低，从而提高耐磨性。

本发明的提高堆焊层的耐磨性的途径与加入合金元素细化组织不同，是通过调整堆焊焊条中的药粉配方，在不加入其它合金元素的条件下，得到非常均匀的焊缝组织，焊缝织织依靠其硬质相的均匀性使得其耐磨性得以提高。

本发明Fe-Cr-C合金系焊缝组织对比Fe-W-C合金系焊缝组织有两个明显优点：1、焊缝成型美观，2、节约原材料成本。

本发明的堆焊焊条焊缝金属HRC硬度值大约为67。

为了得到织均匀的焊缝，(一)要解决的是焊缝中的气孔问题，D707中一般对弧坑中存在的少量小气孔是不在乎的，因为其并不影响焊接工件的耐磨性，但在本发明的堆焊焊条中微量小气孔的存在都会影响组织的均匀性。气孔分为两类，一类是氢气孔，一类是一氧化碳气孔，高铬铸铁焊存在的气孔一般为一氧化碳气孔。施焊过程就是焊接化学冶金过程，在此过程中，氧化还原反应是贯穿始终的，FeO活度过大则易产生CO气孔，在本堆焊焊条配方中，石墨和金属材料为还原性物质，碳酸盐(大理石)和硅酸盐为氧化性材料，通过选材及选择合适的配方比例使得本堆焊焊条的化学冶金反应能满足要求，施焊过程的化学冶金反应瞬间氧化还原平衡，没有因各种材料的熔点不同受影响，气孔问题得以解决。

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

一种堆焊焊条，它含有的组分及各组分质量百分比如下：

大理石2％；

萤石4.5％；

硅酸盐2.5％；

石墨5％；

金属铬20％；

高碳铬铁66％。

该堆焊焊条的制备方法的步骤中含有：

将各组分的粉料分别过筛；

将过筛后的各组分按照相应质量百分比配料，将配好的药粉用拌粉机混合，得到混合料，再加入水玻璃湿拌直至拌好；

将拌好的湿药粉加入制造焊条的油压机中制成堆焊焊条。

采用本实施例制备得到的堆焊焊条焊接，并测得焊缝组织的硬度和耐磨性能以及美观程度列于表1中。

实施例二

一种堆焊焊条，它含有的组分及各组分质量百分比如下：

大理石7.5％；

萤石8％；

硅酸盐5.5％；

石墨9％；

金属铬10％；

高碳铬铁60％。

该堆焊焊条的制备方法的步骤中含有：

将各组分的粉料分别过筛；

将烘干后的各组分按照相应质量百分比配料，将配好的药粉用拌粉机混合，得到混合料，再加入水玻璃湿拌直至拌好；

将拌好的湿药粉加入制造焊条的油压机中制成堆焊焊条。

采用本实施例制备得到的堆焊焊条焊接，并测得焊缝组织的硬度和耐磨性能以及美观程度列于表1中。

实施例三

一种堆焊焊条，它含有的组分及各组分质量百分比如下：

大理石5％；

萤石6.5％；

硅酸盐4％；

石墨7％；

金属铬15％；

高碳铬铁62.5％。

该堆焊焊条的制备方法的步骤中含有：

将各组分的粉料分别过筛；

将过筛后的各组分按照相应质量百分比配料，将配好的药粉用拌粉机混合，得到混合料，再加入水玻璃湿拌直至拌好；

将拌好的湿药粉加入制造焊条的油压机中制成堆焊焊条。

采用本实施例制备得到的堆焊焊条焊接，并测得焊缝组织的硬度和耐磨性能以及美观程度列于表1中。

对比例一

一种堆焊焊条，它含有的组分及各组分质量百分比如下：

大理石2％；

萤石4.5％；

硅酸盐2.5％；

石墨1％；

金属铬20％；

高碳铬铁70％。

本对比例的堆焊焊条的制备方法与实施例一相同。

采用本对比例制备得到的堆焊焊条焊接，并测得焊缝组织的硬度和耐磨性能以及美观程度列于表1中。

对比例二

一种堆焊焊条，它含有的组分及各组分质量百分比如下：

大理石7.5％；

萤石8％；

硅酸盐5.5％；

石墨9％；

金属铬5％；

高碳铬铁65％。

本对比例的堆焊焊条的制备方法与实施例一相同。

采用本对比例制备得到的堆焊焊条焊接，并测得焊缝组织的硬度和耐磨性能以及美观程度列于表1中。

对比例三

一种堆焊焊条，它含有的组分及各组分质量百分比如下：

大理石5％；

萤石8％；

硅酸盐4％；

石墨8％；

金属铬20％；

高碳铬铁55％。

本对比例的堆焊焊条的制备方法与实施例一相同。

采用本对比例制备得到的堆焊焊条焊接，并测得焊缝组织的硬度和耐磨性能以及美观程度列于表1中。

	焊缝组织硬度HRC	焊缝组织耐磨性	焊缝美观程度
				实施例一	66 65.5 65 66	优	美观
实施例二	65 66 66.5 66	优	美观
				实施例三	65.5 65 66 65	优	美观
对比例一	60 62 64 63	优	一般(尾部气孔)
				对比例二	65 63 66 60	优	美观
对比例三	62 63 66 59	优	一般(尾部气孔)

从上表可知，使用本发明制备的堆焊焊条焊接的焊缝组织，其硬度在HRC65到HRC66.5，耐磨性提高，并且焊缝美观。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种堆焊焊条，其特征在于它含有的组分及各组分质量百分比如下：

大理石2-8％；

萤石3-8％；

硅酸盐2-6％；

石墨5-9％；

金属铬10-20％；

高碳铬铁60-80％，总计100％。

2.根据权利要求1所述的堆焊焊条，其特征在于，

高碳铬铁的化学成分及含量百分比为：Cr：65-69％；C：6-10％；Si≤3％；S≤0.03％；P≤0.03％，总计100％。

3.根据权利要求1所述的堆焊焊条，其特征在于，

石墨为胶体石墨，石墨的化学成分及含量百分比为C≥99.5％，S≤0.02％，P≤0.02％。

4.根据权利要求1所述的堆焊焊条，其特征在于，

萤石的化学成分及含量百分比为：CaF₂≥98％，Si≤1.5％，S≤0.03％，P≤0.03％。

5.根据权利要求1所述的堆焊焊条，其特征在于，

在大理石中，CaCO₃≥98.5wt％。

6.一种如权利要求1至5中任一项所述的堆焊焊条的制备方法，其特征在于方法的步骤中含有：

将各组分的粉料分别过筛；

将过筛后的各组分按照相应质量百分比配料混合，得到混合料；

将混合料加入搅拌机中再加入水玻璃搅拌，用生产焊条的油压机制成堆。