CN111299904A - 一种不锈钢实芯堆焊焊丝及其制备方法 - Google Patents

一种不锈钢实芯堆焊焊丝及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种不锈钢实芯堆焊焊丝及其制备方法，所述不锈钢实芯堆焊焊丝的化学成分质量百分比为：C≤0.02wt％；Mn：0.3‑0.6wt％；Si：0.3‑0.5wt％；P≤0.020wt％；S≤0.010wt％；Cu:3.0‑3.8wt％；Cr：16.0‑16.5wt％；Nb：0.08‑0.20wt％；Mo≤0.5wt％；Ni：4.3‑4.8wt％；余量为Fe和不可避免的杂质。本发明在不锈钢实芯堆焊焊丝中C、S和P元素的含量，调整Cu、Nb、Cr等耐蚀元素的含量，在冶炼中添加一定种类及比例的稀土元素，从而焊丝强度可通过改变热处理工艺进行调整，热处理后的熔敷金属机械性能为：抗拉强度为1100‑1300MPa，伸长率≥10％。

Description

一种不锈钢实芯堆焊焊丝及其制备方法
技术领域
本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种不锈钢实芯堆焊焊丝及其制备方法。
背景技术
矿山支架、轴、套等的表面常用电镀方式进行表面加工，既不环保又会对环境造成污染，为解决上述问题，采用不锈钢实芯堆焊焊丝应用于矿山支架、液压轴、套等的表面堆焊及修复。但是，不锈钢实芯堆焊焊丝既要强度高又要耐蚀性好，表面硬度低了易磨损，高了又会对轴、套等产生过大消磨。为此，采用的不锈钢堆焊焊丝需要能通过热处理工艺来调整加工表面的硬度，且可以通过自动化送丝焊接，以提高生产效率，满足既环保又自动化焊接的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种不锈钢实芯堆焊焊丝及其制备方法，经济环保，既经济又环保，可实现自动化送丝焊接，工作环境得到极大地改善，效率高。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种不锈钢实芯堆焊焊丝，该实芯堆焊焊丝的化学成分质量百分比为：C≤0.02wt％；Mn： 0.3-0.6wt％；Si：0.3-0.5wt％；P≤0.020wt％；S≤0.010wt％； Cu:3.0-3.8wt％；Cr：16.0-16.5wt％；Nb：0.08-0.20wt％；Mo≤0.5wt％； Ni：4.3-4.8wt％；余量为Fe和不可避免的杂质。
优选的，该实芯堆焊焊丝的化学成分质量百分比为：C：0.006wt％； Mn：0.48wt％；Si：0.37wt％；P：0.014wt％；S：0.0007wt％；Cu： 3.41wt％；Ni：4.53wt％；Cr：16.27wt％；Mo：0.03wt％；Nb：0.1wt％；余量为Fe和不可避免的杂质。
其中，所述不锈钢实芯堆焊焊丝的抗拉强度≥1000MPa，伸长率≥10％。
本发明还提供一种不锈钢实芯堆焊焊丝的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照配方准备各化学组分；
(2)将步骤(1)中的各化学组分进行冶炼，浇注成坯锭后轧制成盘条；
(3)轧制后的盘条进行正火+高温回火热处理，然后进行拉拔，拉拔过程中进行1-3次退火热处理，最后拉拔成焊丝。
其中，步骤(2)中，所述盘条的直径为φ5.5mm。
其中，步骤(3)中正火+高温回火热处理的具体步骤为：先在 1020-1050℃温度下正火，保温3-4小时；然后在760-780℃温度下高温回火，保温1.5-2小时。
其中，步骤(3)中退火热处理是在630～680℃条件下保温1.5～3 小时。
其中，步骤(3)中，所述焊丝的直径为φ0.8-φ1.2mm。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
1、本发明在不锈钢实芯堆焊焊丝中C、S和P元素的含量，调整Cu、Nb、Cr等耐蚀元素的含量，在冶炼中添加一定种类及比例的稀土元素，从而焊丝强度可通过改变热处理工艺进行调整，热处理后的熔敷金属机械性能为：抗拉强度为1100-1300MPa，伸长率≥10％。
2、本发明提供的不锈钢实芯堆焊焊丝可用于工程机械、轧辊、轴、套等耐磨、耐蚀表面修复及熔覆焊接，提高了被修复产品的寿命，原先采用电镀等工艺未完成的表面修复，采用本发明的不锈钢堆焊焊丝，既环保又经济，且可自动化送丝焊接，工作环境得到极大改善、效率高。
3、本发明提供的不锈钢实芯堆焊焊丝可通过热处理工艺来调整加工表面的硬度，调整范围宽、应用范围广，HRC硬度可在32-45 范围内调整。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。
本发明提供了一种不锈钢实芯堆焊焊丝，其化学成分质量百分比为：C≤0.02wt％；Mn：0.3-0.6wt％；Si：0.3-0.5wt％；P≤0.020wt％； S≤0.010wt％；Cu:3.0-3.8wt％；Cr：16.0-16.5wt％；Nb：0.08-0.20wt％； Mo≤0.5wt％；Ni：4.3-4.8wt％；余量为Fe和不可避免的杂质。
优选的，不锈钢实芯堆焊焊丝的化学成分质量百分比为：C： 0.006wt％；Mn：0.48wt％；Si：0.37wt％；P：0.014wt％；S：0.0007wt％； Cu：3.41wt％；Ni：4.53wt％；Cr：16.27wt％；Mo：0.03wt％；Nb： 0.1wt％；余量为Fe和不可避免的杂质。
所述的不锈钢实芯堆焊焊丝的抗拉强度≥1000MPa，伸长率≥ 10％。
本发明还提供一种不锈钢实芯堆焊焊丝的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照配方准备各化学组分；
(2)将步骤(1)中的各化学组分进行冶炼，浇注成坯锭后轧制成盘条，盘条的直径为φ5.5mm；
(3)轧制后的盘条进行正火+高温回火热处理，然后进行拉拔，拉拔过程中进行1-3次退火热处理，最后拉拔成直径为φ0.8-φmm 的焊丝，比如φ0.8mm、φ1.0mm和φ1.2mm等多种规格，但不限于φ0.8-φmm。
其中，正火+高温回火热处理的具体步骤为：先在1050-1100℃温度下正火，保温3-4小时；然后在760-780℃温度下高温回火，保温 1.5-2小时；
退火热处理是在630～680℃条件下保温1.5～3小时。
本发明中，以φ5.5mm的盘条加工成φ1.2mm的焊丝为例，需要分阶段拉拔减径，第一阶段：盘条由φ5.5mm拉拔减径至φ 4.5mm；第二阶段：盘条由φ4.5mm拉拔减径至φ3.6mm；第三阶段：盘条由φ3.6mm拉拔减径至φ3.1mm；第四阶段：盘条由φ3.1mm拉拔减径至φ2.8mm；第五阶段：盘条由φ2.8mm拉拔减径至φ2.5mm；第六阶段：盘条由φ2.5mm拉拔减径至φ2.3mm；第七阶段：盘条由φ2.3mm拉拔减径至φ2.1mm；第八阶段：盘条由φ2.1mm拉拔减径至φ1.9mm。
然后φ1.9mm钢丝进行退火处理，退火温度1050-1100℃。退火完成后，φ1.9mm钢丝再次拉拔减径，分阶段依次拉拔成φ1.78mm →φ1.64mm→φ1.54mm→φ1.44mm→φ1.34mm→φ1.24mm→φ 1.2mm(实径成品直径为负公差φ1.18mm)。
本发明所制备的不锈钢实芯堆焊焊丝，采用非熔化极惰性气体钨极保护焊焊接方法，保护气体为纯度为99.98％的Ar气体，焊接不锈钢母材，该不锈钢实芯堆焊焊丝熔敷金属的化学组分是：C：0.011wt％； Mn：0.47wt％；Cr：16.41wt％；Ni：4.69wt％；S：0.007wt％；P：0.014wt％； Cu：3.47wt％；Mo：0.03wt％；Si：0.42wt％；Nb：0.11wt％。
采用φ1.2mm不锈钢实芯堆焊焊丝，电流180-200A、Ar气体流量10-15ml/min条件下进行TIG焊接，焊后熔敷金属力学性能是：抗拉强度为1215MPa，伸长率A＝12％。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种不锈钢实芯堆焊焊丝，其特征在于，该实芯堆焊焊丝的化学成分质量百分比为：C≤0.02wt％；Mn：0.3-0.6wt％；Si：0.3-0.5wt％；P≤0.020wt％；S≤0.010wt％；Cu:3.0-3.8wt％；Cr：16.0-16.5wt％；Nb：0.08-0.20wt％；Mo≤0.5wt％；Ni：4.3-4.8wt％；余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的不锈钢实芯堆焊焊丝，其特征在于，该实芯堆焊焊丝的化学成分质量百分比为：C：0.006wt％；Mn：0.48wt％；Si：0.37wt％；P：0.014wt％；S：0.0007wt％；Cu：3.41wt％；Ni：4.53wt％；Cr：16.27wt％；Mo：0.03wt％；Nb：0.1wt％；余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2所述的不锈钢实芯堆焊焊丝，其特征在于，抗拉强度≥1000MPa，伸长率≥10％。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的不锈钢实芯堆焊焊丝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按照配方准备各化学组分；
(2)将步骤(1)中的各化学组分进行冶炼，浇注成坯锭后轧制成盘条；
(3)轧制后的盘条进行正火+高温回火热处理，然后进行拉拔，拉拔过程中进行1-3次退火热处理，最后拉拔成焊丝。
5.根据权利要求4所述的不锈钢实芯堆焊焊丝的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述盘条的直径为φ5.5mm。
6.根据权利要求4所述的不锈钢实芯堆焊焊丝的制备方法，其特征在于，步骤(3)中正火+高温回火热处理的具体步骤为：先在1020-1050℃温度下正火，保温3-4小时；然后在760-780℃温度下高温回火，保温1.5-2小时。
7.根据权利要求4所述的不锈钢实芯堆焊焊丝的制备方法，其特征在于，步骤(3)中退火热处理是在630～680℃条件下保温1.5～3小时。
8.根据权利要求4所述的不锈钢实芯堆焊焊丝的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述焊丝的直径为φ0.8-φ1.2mm。
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