CN111496416A

CN111496416A - 一种焊接铸铁管镍合金焊丝及其制备方法

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Publication number: CN111496416A
Application number: CN202010481048.4A
Authority: CN
Inventors: 胡胜洪
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-05-31
Filing date: 2020-05-31
Publication date: 2020-08-07

Abstract

本发明涉及焊接材料技术领域，尤其涉及一种焊接铸铁管镍合金焊丝及其制备方法。为了进一步改善焊接铸铁管镍合金焊丝的力学性能和焊接性能，使其焊接时白口厚度薄，不易出现热裂纹。本发明提供一种焊接铸铁管镍合金焊丝，所述焊丝的化学成分质量百分比为：C 0.4‑0.45％，Mn 0.2‑0.3％，Re 0.05‑0.1％，Si 0.4‑0.5％，Ti 0.05‑0.1％，Al 0.05‑0.1％，Ni 70‑80％，余量为Fe。本发明通过调整焊丝成分中各金属元素的添加量和比例，在Mn、Si的含量较少的情况下实现了焊接铸铁管镍合金焊丝力学性能的大大提升，有效避免了焊缝热裂纹的出现，明显降低了焊丝的白口层厚度。

Description

一种焊接铸铁管镍合金焊丝及其制备方法

技术领域

本发明涉及焊接材料技术领域，尤其涉及一种焊接铸铁管镍合金焊丝及其制备方法。

背景技术

焊丝是气焊或者电焊时融化填充在焊接工件结合处的金属丝，焊丝的材料通常跟工件的材料相同，焊丝焊接时，焊芯金属占整个焊缝金属的一部分，所以焊芯的化学成份，直接影响焊缝的质量。

作为特种焊接材料，铸铁焊丝在铸件焊接和缺陷修复等工程领域不可或缺。由于铸铁中硫、磷等杂质含量高，强度低、塑性差，其固有的凝固特性决定了铸铁在焊接修复过程中，焊补区容易产生白口或裂纹，尤其在冷汗条件下，白口和裂纹倾向更大，严重影响铸件的机械加工性能。在焊丝成分中添加锰、硅等元素能够在一定程度上消除P、S杂质对焊丝焊补区产生白口或裂纹的问题，但焊丝的焊接性能仍有待提高。例如中国发明专利CN101185994A公开了一种实芯常温铸铁焊丝及其制备方法，并进一步公开了其焊丝的化学成分中含有Mn 0.36-0.43％、Si 0.01-0.03％，其焊丝成分中锰、硅等元素的含量较高，较以往产品的性能虽有提升，但仍然无法满足铸铁焊接性能的要求，与进产品性能存在较大差距。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何进一步改善焊接铸铁管镍合金焊丝的力学性能和焊接性能，使其抗拉强度可以达到750MPa，延伸率达到45％，焊丝焊接时白口厚度薄，不易出现热裂纹。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种焊接铸铁管镍合金焊丝，所述焊丝的化学成分质量百分比为：C0.4-0.45％，Mn 0.2-0.3％，Re 0.05-0.1％，Si 0.4-0.5％，Ti 0.05-0.1％，Al 0.05-0.1％，P≦0.020％，S≦0.02％，Ni 70-80％，余量为Fe。

具体地，所述的Re为稀土元素Y与La的复配物。

具体地，所述Y与La的质量比为1.5:1。

具体地，所述Ti与Al的质量比为1.1:1。

具体地，所述焊丝的化学成分质量百分比为：C 0.43％，Mn 0.3％，Re 0.05％，Si0.5％，Ti 0.08％，Al 0.07％，P≦0.020％，S≦0.02％，Ni 72％，余量为Fe。

一种焊接铸铁管镍合金焊丝的制备方法，按照如下工艺步骤制备：

(1)合金熔炼：依据焊丝化学成分的质量百分比配料，先将镍块、纯铁原料投入真空感应炉熔化，再依次加入锰片、单晶硅、光电碳、金属铝、金属钛、稀土氧化物精炼，后浇注成合金锭；

(2)热锻开坯：将所述合金锭放入初始温度≤600℃的加热炉内加热升温，升温至1100℃-1200℃，保温时间：70min-80min，保温结束后锻造成合金坯，空气中冷却至常温；

(3)热轧退火：将步骤(2)所述的合金坯加热至1000℃-1100℃热轧成盘元丝材，在空气中冷却至室温；

(4)酸洗、修磨：将盘元丝材酸洗，然后修整打磨；

(5)冷拉：在室温下将盘元丝材逐步拉细至丝材直径为4mm；

(6)氢退：将冷拉处理后的盘元丝材氢退处理；

(7)拉制：采用连续冷拉工艺，将直径4mm的丝材在连续式拉拔机经过4-5道拉拔工序，拉拔至直径为2.00mm-3.00mm；

(8)氢退：将冷拉处理后的盘元丝材氢退处理后，即得焊接铸铁管镍合金焊丝。

(9)绕盘：将步骤(8)氢退处理后的焊丝绕制成盘状。

具体地，所述步骤(4)酸洗用酸为硫酸或盐酸或磷酸或硝酸或氢氟酸或乙酸清洗。

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过调整焊丝成分中各金属元素的添加量和比例，在Mn、Si的含量较少的情况下实现了焊接铸铁管镍合金焊丝力学性能的大大提升，有效避免了焊缝热裂纹的出现，有效降低了焊丝的白口层厚度；

(2)本发明所制备的焊接铸铁管镍合金焊丝具有优异的力学性能，其抗拉强度可达到750MPa，延伸率最高可以达到49％。

具体实施方式

现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

镍合金焊丝的制备实施例，按照如下工艺步骤制备：

(4)酸洗、修磨：将盘元丝材用硫酸或盐酸或磷酸或硝酸或氢氟酸或乙酸清洗，然后修整打磨；

(5)冷拉：在室温下将盘元丝材逐步拉细至丝材直径为4mm；

(6)氢退：将冷拉处理后的盘元丝材氢退处理；

(9)绕盘：将步骤(8)氢退处理后的焊丝绕制成盘状。

实施例1-5均按照上述步骤制备焊接铸铁管镍合金焊丝，实施例1-5焊丝的元素成分中稀土元素Y:La(重量比)＝1.5:1，具体成分见下表1：

表1

对比例1同实施例1，不同之处在于：焊丝元素成分中稀土元素Y:La(重量比)＝1:1。

对比例2同实施例1，不同之处在于：焊丝元素成分中稀土元素Y:La(重量比)＝2:1。

对比例3同实施例1，不同之处在于：焊丝元素成分中Ti 0.07％，Al0.08％。

对比例4同实施例1，不同之处在于：焊丝元素成分中Ti 0.1％，Al0.05％。

实施例1-5和对比例1-4所制备的焊丝，按照GB/T 228金属材料室温拉伸试验方法，测试产品的室温抗拉强度、屈服强度、延伸率和抗冲击强度，测试结果见表2：

表2

实施例1-5所制备的焊接铸铁管镍合金焊丝：

白口化：白口层厚度小于0.4mm，按照国际惯例，白口层厚度如果小于1mm，对铸件加工切削刀视为无影响。

热裂纹：焊丝焊接的焊缝均未出现热裂纹。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims

1.一种焊接铸铁管镍合金焊丝，其特征在于：所述焊丝的化学成分质量百分比为：C0.4-0.45％，Mn 0.2-0.3％，Re 0.05-0.1％，Si 0.4-0.5％，Ti 0.05-0.1％，Al 0.05-0.1％，P≦0.020％，S≦0.02％，Ni 70-80％，余量为Fe。

2.根据权利要求1所述的一种焊接铸铁管镍合金焊丝，其特征在于：所述的Re为稀土元素Y与La的复配物。

3.根据权利要求2所述的一种焊接铸铁管镍合金焊丝，其特征在于：所述Y与La的质量比为1.5:1。

4.根据权利要求1所述的一种焊接铸管镍合金焊丝，其特征在于：所述Ti与Al的质量比为1.1:1。

5.根据权利要求1所述的一种焊接铸管镍合金焊丝，其特征在于：所述焊丝的化学成分质量百分比为：C 0.43％，Mn 0.3％，Re 0.05％，Si 0.5％，Ti 0.08％，Al 0.07％，P≦0.020％，S≦0.02％，Ni 72％，余量为Fe。

6.根据权利要求1-5所述的一种焊接铸铁管镍合金焊丝的制备方法，其特征在于，按照如下工艺步骤制备：

(4)酸洗、修磨：将盘元丝材酸洗，然后修整打磨；

(5)冷拉：在室温下将盘元丝材逐步拉细至丝材直径为4mm；

(6)氢退：将冷拉处理后的盘元丝材氢退处理；

(9)绕盘：将步骤(8)氢退处理后的焊丝绕制成盘状。

7.根据权利要求6所述的一种焊接铸铁管镍合金焊丝的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)酸洗用酸为硫酸或盐酸或磷酸或硝酸或氢氟酸或乙酸清洗。