CN114378479A - Kocks轧机辊环工作层堆焊复合制造和修复用药芯焊丝及其制备方法 - Google Patents
Kocks轧机辊环工作层堆焊复合制造和修复用药芯焊丝及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种KOCKS轧机辊环工作层堆焊复合制造和修复用的药芯焊丝，该焊丝适用于辊环工作层的埋弧堆焊和等离子外送丝堆焊，焊丝熔敷金属的成分为：C1.60％～2.20％、Mn 0.10％～0.80％、Si0.2％～0.50％、Cr 3.00％～5.50％、Mo 2.50％～3.50％、V4.00％～5.00％、W7.50％～9.50％，Nb4.00％～5.00％、Co12.00％～15.00％、Fe余量。本发明的药芯焊丝采用Co‑W‑Cr‑Mo‑Nb‑V高速钢合金体系，堆焊层具有良好高温硬度和高温耐磨性能，堆焊层的焊态硬度在HRC60以上，经550℃高温回火后堆焊层的硬度达到HRC66以上，可广泛用于KOCKS轧机辊环工作层的堆焊制造，KOCKS轧机辊环的使用寿命可提高2倍以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于KOCKS轧机辊环工作层堆焊复合制造和修复用药芯焊丝及其制备方法，属于材料加工的表面工程领域。
背景技术
KOCKS轧机是生产线材或棒材的关键设备。KOCKS轧机采用三辊减定径技术，由三个呈120°分布的辊环构成圆形孔型，将经过粗轧后温度约800℃～900℃的线材直接轧制成成品。KOCKS轧机具有宽展系数小、变形效率高、能耗低的特点，可进行低温轧制或控温轧制，生产的线材或棒材尺寸偏差小、表面质量好，可直接得到成品材料，同时 KOCKS轧机良好的生产柔性，可通过调整轧制各类材质和各种规格的线材产品，提高轧机利用率，降低综合成本，因此在钢铁冶金行业应用广泛。
KOCKS轧机辊环的工况条件要求辊环具有良好的高温力学性能、高温耐磨性能及高温尺寸稳定性，以保证轧制线材的尺寸偏差和表面质量。KOCKS轧机辊环材料多选用1.55C-6W-5Mo-4Cr-4V系高速钢或选用高碳高钴高速钢制造，其制造工艺多为离心铸造+退火+机加工+淬火+回火+精加工。
例如发明专利CN105755379B公开了用于KOCKS轧机的耐磨高速钢辊环及其制备方法，采用离心铸造方法，当炉内钢水温度达到1620℃～1650℃、其主要合金元素质量分数为C：1.8～2.5％，V：3.9～5.0％，Mo：4.5～4.9％，W：5.1～5.5％，Cr：4.8～5.2％、N： 0.04～0.09％、Si：0.5～0.9％，Mn：0.6％，出炉到钢包并加入复合孕育和变质剂，当温度降至1440℃～1480℃，将其浇入离心机上高速旋转的铸型内。
发明专利CN109482654B采用复合铸造技术，使用无缝钢管作为KOCKS轧机辊环的内层，外层使用高碳高钴耐磨钢，在外层材料熔炼过程中，先将铌铁、生铁、废钢和金属钴在炉内混合加热熔化，当炉内温度达到1583℃～1605℃时，加入铬铁和钼铁，钢水熔清后，其化学组成及其质量分数控制在C：1.78～1.96％，Nb：4.87～5.05％，Co： 10.77～10.96％，Mo：10.21～10.47％，Cr：4.21～4.44％，Si：＜0.80％，Mn：＜0.50％，外层金属液体和内层无缝钢管实现牢固的冶金结合，获得的复合辊环。
为进一步提高KOCKS轧机辊环的使用寿命，国内还尝试采用高碳高速钢或直接采用半钢材质离心铸造KOCKS轧机辊环。如发明专利CN112359293A采用感应炉冶炼、离心铸造、退火、粗车、淬火和回火、精车工艺制造Mo-V系高速钢辊环，其合金元素含量为C：2.15～2.75％，Mn：0.25～0.80％，Si：0.20～0.80，Cr：2.75～3.75％，Mo：7.50～8.50％， V：6.75～8.0％，Nb：0.25～0.55％，Ti：0.20～0.50％；或者为：2.35～2.55％，Mn：0.35～0.50％，Si：0.45～0.65，Cr：3.0～3.45％，Mo：7.85～8.25％，V：7.25～7.75％，Nb：0.45～0.55％，Ti：0.20～0.40％。发明专利CN104384470B则采用了一种双金属复合辊环工艺制造辊环，辊环芯部为球磨铸铁材料，工作层为半钢材料，材质为C：1.50～1.95％，Si：1.3～2.5％， Mn：0.3～1.2％，Cr：1.0～2.0％，Ni：1.2～2.0％，Mo：0.3～0.8％。
现有各种KOCKS轧机辊环产品，普遍存在脆性大，高温硬度低，高温耐磨性差的问题，其原因在于工作层组织中存在大量的网状碳化物割裂金属基体，使用中辊面易产生疲劳裂纹或开裂剥落，导致辊环寿命普遍偏低，难以满足轧机高速、连续生产的要求。而且现在的辊环产品以整体离心铸造为主，不仅成本造价较高，且缺少下线后修复和再制造的技术和手段，只能报废处理，难以与节能减排降耗的环保要求相适应。
围绕提高KOCKS轧机辊环的使用寿命，降低吨钢轧制成本，本发明基于新型的辊环堆焊复合制造技术，开发了一种用于KOCKS轧机辊环工作层的堆焊药芯焊丝，不仅可用于KOCKS轧机辊环的堆焊复合制造，还可以用于下线后KOCKS轧机辊环的堆焊修复，且其使用寿命可较传统方法制造的辊环提高2倍以上。
发明内容
本发明提供一种KOCKS轧机辊环工作层堆焊复合制造和修复用的药芯焊丝，该药芯焊丝采用Co-W-Cr-Mo-Nb-V高速钢合金体系，可配用氟碱型烧结焊剂进行埋弧堆焊辊环工作层，也可用于等离子外送丝堆焊辊环工作层。堆焊层具有良好耐高温性能和高温耐磨性能，堆焊层的焊态硬度在HRC60以上，经550℃不低于5次的高温回火后，堆焊层的硬度达到HRC66以上，可广泛用于KOCKS轧机辊环工作层的堆焊制造，KOCKS轧机辊环的使用寿命可提高2倍以上。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种KOCKS轧机辊环工作层堆焊复合制造和修复用药芯焊丝1，焊丝熔敷金属的成分1为：C 1.60％～1.80％、Mn 0.10％～0.50％、Si0.2％～0.50％、Cr 3.00％～3.50％、Mo 2.50％～3.00％、V4.00％～4.50％、W 7.50％～8.00％，Nb 4.00％～4.50％、Co12.00％～12.50％、 Fe余量，焊丝的制备方法包括以下步骤：
(1)药粉按以下比例混合，即高碳锰铁0.35％～0.60％，高碳铬铁5.30～5.70％，碳化金属铬3.80％～4.60％，钼粉5.60％～6.50％，钒铁18.0％～18.50％，钨铁 22.10％～22.70％，铌铁11.90％～12.80％，钴粉26.00％～26.60％，人工石墨1.80％～2.00％，其余为铁粉。
(2)将规格为0.5mm×16mm外用碳钢带轧成U形，向U形槽内填充药粉，药粉填充系数为45±1％。
(3)将U形槽合口后逐步减径轧制拉拔，最终得到成品规格为2.0mm～3.2mm 的药芯焊丝。
一种KOCKS轧机辊环工作层堆焊复合制造和修复用药芯焊丝2，其特征在于，焊丝熔敷金属的成分2为：C1.80％～2.20％、Mn 0.10％～0.80％、Si0.2％～0.50％、Cr 3.50％～5.50％、Mo 3.00％～3.50％、V4.50％～5.00％、W8.00％～9.50％，Nb 4.50％～5.00％、Co 12.50％～15.00％、Fe余量，焊丝的制备方法包括以下步骤：
(1)药粉按以下比例混合，即电解金属锰0.40％～0.80％，碳化金属铬 8.50％～11.50％，钼粉6.30％～6.85％，碳化钒5.50％～6.00％，钒铁10.0％～10.50％，钴基碳化钨22.30％～25.50％，铌铁12.50％～13.40％，钴粉21.60％～24.00％，人工石墨 0.60％～1.45％，其余为铁粉。
(2)将规格为0.5mm×16mm外用碳钢带轧成U形，向U形槽内填充药粉，药粉填充系数为49±1％。
(3)将U形槽合口后逐步减径轧制拉拔，最终得到成品规格为2.8～4.0mm的药芯焊丝。
如上所述的药芯焊丝，可配用氟碱型烧结焊剂进行埋弧堆焊辊环工作层，也可用于等离子外送丝堆焊辊环工作层。
如上所述的药芯焊丝，熔敷金属焊态硬度在HRC60以上，550℃高温回火后硬度在HRC66以上。
如上所述的药芯焊丝，熔敷金属在550℃进行不低于5次的高温回火。
本发明基于开发用于堆焊KOCKS轧机辊环工作层的高性能药芯焊丝，以提高辊环的使用寿命。目前KOCKS轧机辊环表面层的材质为高速钢合金体系，通过Co、Mo 等抗氧化元素提高高温力学性能，W、V、Cr、Nb等碳化物元素提高耐磨性能，但仅限于两种碳化物形成元素或三种碳化物形成元素复合强化，其成分特点为5％～8％的抗氧化元素+约15％的碳化物形成元素，或约20％的抗氧化元素+约10％的碳化物形成元素，但目前仍存在脆性大，高温硬度低，高温耐磨性差的问题。本发明综合分析了辊环工作层的工作环境，在保证高温力学性能的前提下，充分提高辊环工作层的高温硬度和高温耐磨性能。本发明采用高钴(12.00％～15.00％)中钼(2.50％～3.50％) 组合提高辊环工作层高温力学性能，两者的加入量之和控制在14.50％～18.50％，充分发挥钴元素提高高温性能的作用，在抗氧化元素加入总量不高的条件下，保证辊环工作层的高温性能。本专利为提高辊环工作层的耐磨性能，在含碳量基本不增加的条件下，采用W、V、Nb、Cr四种碳化物形成元素复合强化，其总量控制在 18.50％～25.00％之间，通过多元素复合强化以及其含量优化组合，避免熔敷金属中析出大颗粒的碳化物，堆焊熔敷金属的焊态硬度达到HRC60以上。为了充分发挥药芯焊丝中碳化物形成元素的作用，本发明对焊丝熔敷金属在550℃进行不低于5次的高温回火，使熔敷金属中的碳化物球化后充分析出，堆焊熔敷金属的硬度有显著提升，由HRC60提高到HRC66；且堆焊层的塑韧性并因回火硬度的增加而降低，反而对改善塑韧性有利。堆焊后的辊环经过550℃进行不低于5次的高温回火后，可显著提升工作层的抗回火软化能力，避免工作层在高温服役时出现硬度下降、耐磨性下降的情况，提高辊环的尺寸稳定性，以增加辊环的使用寿命。
本发明确定的堆焊KOCKS轧机辊环工作层药芯焊丝，由于其合金含量较高，特使是在本发明所涉及合金元素范围的上限(权利要求2所涉及的焊丝成分)，采用传统的合金组分设计焊丝药粉，不仅药粉的松装密度小，且药粉的填充系数要达到 60％以上才可满足成分要求，这对于药芯焊丝生产而言是不可能实现的。本发明创新型的采用钴基碳化钨粉代替钨铁、部分代替钴粉和石墨，采用碳化钒部分代替钒铁和石墨，不仅提高药粉的松装密度，也降低了药粉填充系数降低到50％以下，实现了药芯焊丝的生产制备。同时由于钴基碳化钨是钴元素包覆碳化钨颗粒，在焊接冶金过程中，可以避免碳化钨的颗粒过分聚集和长大，并有利于粒状的碳化钨颗粒保留在焊丝熔敷金属中。
本发明采用埋弧堆焊或等离子堆焊方法制备辊环工作层，不仅可用于堆焊复合制造满足工况要求的辊环，而且由于堆焊焊接操作灵活，还可用于辊环工作层的堆焊修复，这是传统离心铸造等制造方法不能实现的。
本发明的有益效果为：
本发明提供的KOCKS轧机辊环工作层堆焊复合制造和修复用药芯焊丝及其制备方法，该药芯焊丝采用Co-W-Cr-Mo-Nb-V高速钢合金体系，可配用氟碱型烧结焊剂进行埋弧堆焊辊环工作层，也可用于等离子外送丝堆焊辊环工作层。堆焊层具有良好高温硬度和高温耐磨性能，堆焊层的焊态硬度在HRC60以上，经550℃不低于5 次的高温回火后堆焊层的硬度达到HRC66以上，可广泛用于KOCKS轧机辊环工作层的堆焊制造，KOCKS轧机辊环的使用寿命可提高2倍以上。
具体实施方式
KOCKS轧机辊环工作层堆焊复合制造和修复用药芯焊丝，由外用钢带和其包裹的药粉组成，外用钢带是规格为0.5mm×16mm的碳钢带，药粉的主要成分及占焊丝的总重量为：
药粉组成1为：药粉按以下比例混合，即高碳锰铁0.35％～0.60％，高碳铬铁 5.30～5.70％，碳化金属铬3.80％～4.60％，钼粉5.60％～6.50％，钒铁18.0％～18.50％，钨铁22.10％～22.70％，铌铁11.90％～12.80％，钴粉26.00％～26.60％，人工石墨 1.80％～2.00％，其余为铁粉。药粉占焊丝的总重量为45±1％。
药粉组成2为：药粉按以下比例混合，即电解金属锰0.40％～0.80％，碳化金属铬8.50％～11.50％，钼粉6.30％～6.85％，碳化钒5.50％～6.00％，钒铁10.0％～10.50％，钴基碳化钨22.30％～25.50％，铌铁12.50％～13.40％，钴粉21.60％～24.00％，人工石墨0.60％～1.45％，其余为铁粉。药粉占焊丝的总重量为49±1％。
药粉中各组分的主要作用为：
高碳锰铁：向堆焊熔敷金属过渡碳元素和锰元素。
电解金属锰：向堆焊熔敷金属过渡锰元素。
高碳铬铁：向堆焊熔敷金属过渡铬元素和碳元素。
碳化金属铬：向堆焊熔敷金属过渡铬元素和碳元素。
钼粉：向堆焊熔敷金属中过渡钼元素。
钒铁：向堆焊熔敷金属中过渡钒元素。
钨铁：向堆焊熔敷金属中过渡钨元素。
铌铁：向堆焊熔敷金属中过渡铌元素。
钴粉：向堆焊熔敷金属中过渡钴元素。
人工石墨：向堆焊熔敷金属过渡碳元素。
电解金属锰：向堆焊熔敷金属中过渡锰元素。
钴基碳化钨：向堆焊熔敷金属过渡碳元素、钴元素。
碳化钒：向堆焊熔敷金属过渡碳元素、钒元素。
(2)将规格为0.5mm×16mm外用碳钢带轧成U形，按向U形槽内填充药粉1或药粉2，药粉填充系数分别为45±1％和49±1％。
(3)将U形槽合口后逐步减径轧制拉拔，最终得到成品规格为2.0mm～3.2mm 或2.8～4.0mm的药芯焊丝。
实施例1：
将规格为0.5mm×16mm的碳钢带轧制成U形，并向其中添加药粉，药粉占焊丝的总重量为47.0％，药粉组成为：高碳锰铁0.60％，高碳铬铁5.70％，碳化金属铬4.6％，钼粉：6.50％，钒铁：18.50％，钨铁：22.70％，铌铁：12.80％，钴粉：26.60％，人工石墨： 2.00％，其余为铁粉，将钢带合缝后逐步减径轧制拉拔，最终得到成品规格为3.2mm的药芯焊丝。该焊丝配用氟碱型烧结焊剂进行埋弧堆焊。
实施例2：
将规格为0.5mm×16mm的碳钢带轧制成U形，并向其中添加药粉，药粉占焊丝的总重量为45.0％，药粉组成为：高碳锰铁0.35％，高碳铬铁5.30％，碳化金属铬3.80％，钼粉：5.60％，钒铁：18.00％，钨铁：22.10％，铌铁：11.90％，钴粉：26.00％，人工石墨： 1.80％，其余为铁粉，将钢带合缝后逐步减径轧制拉拔，最终得到成品规格为2.0mm的药芯焊丝。该焊丝配用氟碱型烧结焊剂进行埋弧堆焊。
实施例3：
将规格为0.5mm×16mm的碳钢带轧制成U形，并向其中添加药粉，药粉占焊丝的总重量为46.0％，药粉组成为：高碳锰铁0.47％，高碳铬铁5.50％，碳化金属铬4.50％，钼粉：6.00％，钒铁：18.20％，钨铁：22.50％，铌铁：12.40％，钴粉：26.30％，人工石墨： 1.90％，其余为铁粉，将钢带合缝后逐步减径轧制拉拔，最终得到成品规格为2.4mm的药芯焊丝。该焊丝采用等离子外送焊丝法进行堆焊。
实施例4：
将规格为0.5mm×16mm的碳钢带轧制成U形，并向其中添加药粉，药粉占焊丝的总重量为48.0％，药粉组成为：电解金属锰0.40％，碳化金属铬8.50％，钼粉：6.30％，碳化钒：5.50％，钒铁：10.00％，钴基碳化钨：22.30％，铌铁：12.50％，钴粉：21.60％，人工石墨：0.60％，其余为铁粉，将钢带合缝后逐步减径轧制拉拔，最终得到成品规格为2.8mm的药芯焊丝。该焊丝采用等离子外送焊丝法进行堆焊。
实施例5：
将规格为0.5mm×16mm的碳钢带轧制成U形，并向其中添加药粉，药粉占焊丝的总重量为50.0％，药粉组成为：电解金属锰0.80％，碳化金属铬11.50％，钼粉：6.85％，碳化钒：6.00％；钒铁：10.50％，钴基碳化钨：25.50％，铌铁：13.40％，钴粉：24.00％，人工石墨：1.45％，将钢带合缝后逐步减径轧制拉拔，最终得到成品规格为4.0mm的药芯焊丝。该焊丝配用氟碱型烧结焊剂进行埋弧堆焊。
实施例6：
将规格为0.5mm×16mm的碳钢带轧制成U形，并向其中添加药粉，药粉占焊丝的总重量为49.0％，药粉组成为：电解金属锰0.60％，碳化金属铬11.00％，钼粉：6.50％，碳化钒：5.80％；钒铁：10.20％，钴基碳化钨：24.00％，铌铁：13.00％，钴粉：22.00％，人工石墨：1.30％，其余为铁粉，将钢带合缝后逐步减径轧制拉拔，最终得到成品规格为3.2mm的药芯焊丝。该焊丝配用氟碱型烧结焊剂进行埋弧堆焊。
对比例1：
将规格为0.5mm×16mm的碳钢带轧制成U形，并向其中添加药粉，药粉占焊丝的总重量为47.0％，药粉组成为：高碳锰铁0.60％，高碳铬铁5.70％，碳化金属铬4.6％，钼粉：6.50％，钒铁：18.50％，钨铁：22.70％，铌铁：12.80％，钴粉：26.60％，人工石墨： 2.00％，其余为铁粉，将钢带合缝后逐步减径轧制拉拔，最终得到成品规格为3.2mm的药芯焊丝。该焊丝配用氟碱型烧结焊剂进行埋弧堆焊。
对比例2：
将规格为0.5mm×16mm的碳钢带轧制成U形，并向其中添加药粉，药粉占焊丝的总重量为45.0％，药粉组成为：高碳锰铁0.35％，高碳铬铁5.30％，碳化金属铬3.80％，钼粉：5.60％，钒铁：35.90％，钨铁：22.10％，钴粉：26.00％，人工石墨：1.80％，其余为铁粉，将钢带合缝后逐步减径轧制拉拔，最终得到成品规格为2.0mm的药芯焊丝。该焊丝配用氟碱型烧结焊剂进行埋弧堆焊。
对比例3：
将规格为0.5mm×16mm的碳钢带轧制成U形，并向其中添加药粉，药粉占焊丝的总重量为46.0％，药粉组成为：高碳锰铁0.47％，高碳铬铁5.50％，碳化金属铬4.50％，钼粉：6.00％，钒铁：18.20％，铌铁：34.90％，钴粉：26.30％，人工石墨：1.90％，其余为铁粉，将钢带合缝后逐步减径轧制拉拔，最终得到成品规格为2.4mm的药芯焊丝。该焊丝采用等离子外送焊丝法进行堆焊。
对比例4：
将规格为0.5mm×16mm的碳钢带轧制成U形，并向其中添加药粉，药粉占焊丝的总重量为48.0％，药粉组成为：电解金属锰0.40％，碳化金属铬8.50％，钼粉：6.30％，碳化钒：5.50％，钒铁：10.00％，钴基碳化钨：22.30％，铌铁：12.50％，钴粉：21.60％，人工石墨：2.60％，其余为铁粉，将钢带合缝后逐步减径轧制拉拔，最终得到成品规格为2.8mm的药芯焊丝。该焊丝采用等离子外送焊丝法进行堆焊。
对比例5：
将规格为0.5mm×16mm的碳钢带轧制成U形，并向其中添加药粉，药粉占焊丝的总重量为50.0％，药粉组成为：电解金属锰0.80％，碳化金属铬11.50％，钼粉：6.85％，碳化钒：6.00％；钒铁：10.50％，钴基碳化钨：25.50％，铌铁：13.40％，钴粉：10.00％，人工石墨：1.45％，将钢带合缝后逐步减径轧制拉拔，最终得到成品规格为4.0mm的药芯焊丝。该焊丝配用氟碱型烧结焊剂进行埋弧堆焊。
对比例6：
将规格为0.5mm×16mm的碳钢带轧制成U形，并向其中添加药粉，药粉占焊丝的总重量为49.0％，药粉组成为：电解金属锰0.60％，碳化金属铬15.00％，钼粉：6.50％，碳化钒：9.00％；钒铁：12.00％，钴基碳化钨：24.00％，铌铁：16.00％，钴粉：15.00％，人工石墨：3.30％，其余为铁粉，将钢带合缝后逐步减径轧制拉拔，最终得到成品规格为3.2mm的药芯焊丝。该焊丝配用氟碱型烧结焊剂进行埋弧堆焊。
实施效果比较如下：
实施例1～6和对比例1～6的熔敷金属化学成分和实施效果见表1和表2。对实施例和对比例所涉及药芯焊丝的工艺性能、熔敷金属化学成分、焊态硬度和回火态硬度及用做KOCKS轧机辊环工作层的使用寿命进行评价。以原始离心铸造的KOCKS轧机辊环的使用寿命为1，通过实施例和对比例焊丝用作辊环工作层的使用寿命与原始辊环的使用寿命的比值(相对使用寿命S)评价焊丝的性能。
对比例1和实施例1采用相同的药粉组成和药粉填充系数，所得到熔敷金属的化学成分和焊态硬度相同，但由于对比例1仅进行了1次550℃回火，未能充分发挥熔敷金属中合金元素的作用，回火后堆焊层的硬度仅达到HRC62.5，用于KOCKS轧机辊环工作层的堆焊制造后，轧机辊环的使用寿命仅提高1.5倍，低于实施例1。对于熔敷金属中采用Cr-W-V三种碳化物形成元素复合强化的对比例2，尽管碳化物形成元素的总量超过 18.50％，堆焊熔敷金属的焊态硬度达到HRC60以上，但经550℃回火过熔敷金属的硬度未超过HRC66，且由于析出的碳化物尺寸大，用于KOCKS轧机辊环工作层的堆焊制造后，轧机辊环的使用寿命仅提高1.3倍。对于熔敷金属中采用Cr-Nb-V三种碳化物形成元素复合强化的对比例3，尽管碳化物形成元素的总量接近19.50％，堆焊熔敷金属的焊态硬度超过HRC60，经550℃回火过熔敷金属的硬度同样未超过HRC66，用于KOCKS轧机辊环工作层的堆焊制造后，轧机辊环的使用寿命未提高2倍以上。对于熔敷金属中含碳量高达2.87％的对比例4，由于其含碳量过高，堆焊熔覆金属中产生大量裂纹，无法应用于轧机辊环工作层，且由于裂纹的存在，堆焊层的硬度仅为HRC55，且无法用于KOCKS 轧机辊环工作层的堆焊制造。对于熔敷金属中含钴量仅为7.56％的对比例5，由于其抗高温元素含量过低，尽管堆焊熔敷金属的焊态硬度超过HRC60，经550℃回火后熔敷金属的硬度达到HRC66以上，且由于抗高温性能较低，用于KOCKS轧机辊环工作层的堆焊制造后，轧机辊环的使用寿命未提高2倍以上。对于熔敷金属中碳化物形成元素含量总和超过25％的对比例6，尽管堆熔敷金属的焊态硬度超过HRC60，经550℃回火后熔敷金属的硬度超过HRC66，但由于熔敷金属的合金元素含量过高，导致堆焊熔敷金属种存在较多的微裂纹，无法用于KOCKS轧机辊环工作层的堆焊制造。
表1各实施例及对比例的熔敷金属成分(wt.％)
表2各实施例及对比例的实施效果
注①：堆焊工艺性能差是指堆焊层产生大量的微裂纹。
Claims (9)
1.一种KOCKS轧机辊环工作层堆焊复合制造和修复用药芯焊丝，其特征在于，焊丝熔敷金属的成分为：C 1.60％～1.80％、Mn 0.10％～0.50％、Si0.2％～0.50％、Cr 3.00％～3.50％、Mo 2.50％～3.00％、V4.00％～4.50％、W 7.50％～8.00％，Nb 4.00％～4.50％、Co 12.00％～12.50％、Fe余量。
2.一种KOCKS轧机辊环工作层堆焊复合制造和修复用药芯焊丝，其特征在于，焊丝熔敷金属的成分为：C1.80％～2.20％、Mn 0.10％～0.80％、Si0.2％～0.50％、Cr 3.50％～5.50％、Mo 3.00％～3.50％、V4.50％～5.00％、W8.00％～9.50％，Nb 4.50％～5.00％、Co12.50％～15.00％、Fe余量。
3.如权利要求1所述的KOCKS轧机辊环工作层堆焊复合制造和修复用药芯焊丝的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)药粉按以下比例混合，即高碳锰铁0.35％～0.60％，高碳铬铁5.30～5.70％，碳化金属铬3.80％～4.60％，钼粉5.60％～6.50％，钒铁18.0％～18.50％，钨铁22.10％～22.70％，铌铁11.90％～12.80％，钴粉26.00％～26.60％，人工石墨1.80％～2.00％，其余为铁粉。
(2)将规格为0.5mm×16mm外用碳钢带轧成U形，向U形槽内填充药粉，药粉填充系数为45±1％。
(3)将U形槽合口后逐步减径轧制拉拔，最终得到成品规格的药芯焊丝。
4.如权利要求2所述的KOCKS轧机辊环工作层堆焊复合制造和修复用药芯焊丝的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)药粉按以下比例混合，即电解金属锰0.40％～0.80％，碳化金属铬8.50％～11.50％，钼粉6.30％～6.85％，碳化钒5.50％～6.00％，钒铁10.0％～10.50％，钴基碳化钨22.30％～25.50％，铌铁12.50％～13.40％，钴粉21.60％～24.00％，人工石墨0.60％～1.45％，其余为铁粉。
(2)将规格为0.5mm×16mm外用碳钢带轧成U形，向U形槽内填充药粉，药粉填充系数为49±1％。
(3)将U形槽合口后逐步减径轧制拉拔，最终得到成品规格的药芯焊丝。
5.根据权利要求1或2所述的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝配用氟碱型烧结焊剂用于进行埋弧堆焊辊环工作层，或用于等离子外送丝堆焊辊环工作层。
6.根据权利要求1或2所述的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝熔敷金属焊态硬度在HRC60以上，550℃高温回火后硬度在HRC66以上。
7.根据权利要求1或2所述的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝熔敷金属在550℃进行不低于5次的高温回火。
8.根据权利要求1所述的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝的直径为2.0～3.2mm。
9.根据权利要求2所述的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝的直径分别为2.8～4.0mm。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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