CN116079279B - 抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝及其制备方法,涉及焊接材料技术领域,为解决炉管因腐蚀和磨损易导致爆漏的问题而设计。抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝,包括外皮以及填充于外皮中的药芯;外皮为430不锈钢带,以占药芯总质量的质量百分比计,药芯包括Cr:50.0%~60.0%,Al:15.0%~20.0%,C:0.6%~0.9%,Mo:10.0%~14.0%,Y2O3+CeO2:0.5%~1.0%,其余为Fe。本发明提供的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝具有优异的高温稳定性,可以保证堆焊层的高温服役性能。
Description
技术领域
本发明涉及焊接材料技术领域,具体而言,涉及一种抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝和抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝的制备方法。
背景技术
锅炉是火电机组的三大组成部分之一,现代电厂对它的运行可靠性要求越来越高,火电厂锅炉“四管”爆漏是世界范围的难题,是造成非计划停机的最主要原因。引起炉管爆漏的原因是多方面的,包括金属局部长期或短期过热引起的局部胀粗开裂、化学腐蚀、飞灰磨损以及焊接质量问题。据统计,在“四管”爆漏事故中,磨损占30%,焊接质量占30%,金属过热占15%,腐蚀占10%。由此可见,炉管因腐蚀加磨损而导致爆漏已成为威胁火电厂安全运行、提高经济效益的最大障碍之一。
炉管的腐蚀磨损并不是大面积的均匀腐蚀磨损,实践证明,只有烟气走廊的局部区域及管排的前(上)几层管子的迎风面才发生较严重的腐蚀磨损,这部分约占整个炉管受热面积的20%,对这部分面积进行适当的保护处理,就可以延迟整个炉管的耐磨寿命。目前广泛采用的电弧熔覆技术,通过在炉管表面制备改性层,可以达到防磨耐腐作用。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝,以解决现有炉管因腐蚀和磨损易导致爆漏的技术问题。
本发明提供的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝,包括外皮以及填充于所述外皮中的药芯;所述外皮为430不锈钢带,以占所述药芯总质量的质量百分比计,所述药芯包括Cr:50.0%~60.0%,Al:15.0%~20.0%,C:0.6%~0.9%,Mo:10.0%~14.0%,Y2O3+CeO2:0.5%~1.0%,其余为Fe。
本发明抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝带来的有益效果是:
本发明实施例的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝适用于电厂锅炉“四管”,过热器管、再热器管、水冷壁管和联箱及管道的表面电弧堆焊,本发明焊丝以Fe-Cr-Al-Mo合金系为主,熔覆层组织为奥氏体+铁素体双相组织,具有优异的高温稳定性,可以保证堆焊层的高温服役性能。该焊丝通过添加多种合金元素提高其抗磨损和耐腐蚀性能:加入了大量的Cr元素、Mo元素,实现对基体组织的固溶强化作用;Cr和Mo耐高温性能优异;加入Al元素,通过形成硬质氧化物,弥散分布在基体中,实现对基体耐磨性能的提高,此外Al对提高高温性能有益;配合稀土氧化物的联合添加,进一步实现耐磨和耐蚀性能的提高。焊丝中用于提高耐磨性的氧化铝硬质相,通过电弧熔覆过程原位反应生成,与外部添加的方式相比,原位合成的方式保证了生成的硬质颗粒的弥散细小分布,从而更能实现对基体组织耐磨性能的提高。焊丝中添加Y2O3+CeO2稀土氧化物,稀土氧化物这种复合添加的方式可以避免单一稀土元素添加对性能改善的局限性,两种稀土氧化物可以相辅相成,共同提高基体组织的性能。
优选的技术方案中,所述抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝的填充率为23%~25%。
优选的技术方案中,所述抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝的直径为1.0mm~1.2mm。
本发明的第二个目的在于提供一种抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝的制备方法,包括如下步骤:
称取药粉:按以下质量百分比称取药粉,Cr:50.0%~60.0%,Al:15.0%~20.0%,C:0.6%~0.9%,Mo:10.0%~14.0%,Y2O3+CeO2:0.5%~1.0%,其余为Fe粉,以上所有组分的质量百分比之和为100%;
烘干药粉;
混合药粉;
填充药粉:去除外皮表面的油脂,并将外皮弯曲为U形,将混合好的药粉填充进外皮,并将外皮合口;
拉拔焊丝:采用拉拔工艺制成焊丝成品。
采用上述方法制备的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝,适用于电厂锅炉“四管”,过热器管、再热器管、水冷壁管和联箱及管道的表面电弧堆焊,本发明焊丝以Fe-Cr-Al-Mo合金系为主,熔覆层组织为奥氏体+铁素体双相组织,具有优异的高温稳定性,可以保证堆焊层的高温服役性能。
优选的技术方案中,所述烘干步骤中,将药粉置于真空加热炉内加热,加热温度为200℃~230℃,保温时间为1h~2h,去除药粉中的水份。
优选的技术方案中,所述混合药粉步骤中,将烘干后的药粉放置于混粉机中进行混合,混合时间为1h~2h。
优选的技术方案中,所述拉拔焊丝中,采用拉拔模具拉拔制造所述焊丝成品,采用多道次拉拔的工艺,第一道次的拉拔模具孔径为2.6mm。
优选的技术方案中,所述药粉的粒度为100目~200目。
优选的技术方案中,所述外皮的原材料尺寸为厚度为0.4mm,宽度为7mm。
优选的技术方案中,还包括焊丝包装步骤:将焊丝成品缠绕于焊丝盘,并密封在药芯焊丝真空包装袋内。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或背景技术中的技术方案,下面将对实施例或背景技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为使用实施例二制备的焊丝在12Cr1MoV基体上进行的焊接工艺性试验图;
图2为使用实施例二制备的焊丝在12Cr1MoV基体上进行堆焊后其堆焊层的金相组织图;
图3为使用实施例二制备的焊丝在12Cr1MoV基体上进行堆焊后其堆焊层的磨损形貌图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝及其制备方法,适用于电厂锅炉“四管”,过热器管、再热器管、水冷壁管和联箱及管道的表面电弧堆焊,本发明焊丝以Fe-Cr-Al-Mo合金系为主,熔覆层组织为奥氏体+铁素体双相组织,具有优异的高温稳定性,可以保证堆焊层的高温服役性能。
第一方面,本发明实施例提供的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝,包括外皮以及填充于外皮中的药芯;外皮为430不锈钢带,以占药芯总质量的质量百分比计,药芯包括Cr:50.0%~60.0%,Al:15.0%~20.0%,C:0.6%~0.9%,Mo:10.0%~14.0%,Y2O3+CeO2:0.5%~1.0%,其余为Fe。
本发明抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝带来的有益效果是:
本发明实施例的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝适用于电厂锅炉“四管”,过热器管、再热器管、水冷壁管和联箱及管道的表面电弧堆焊,本发明焊丝以Fe-Cr-Al-Mo合金系为主,熔覆层组织为奥氏体+铁素体双相组织,具有优异的高温稳定性,可以保证堆焊层的高温服役性能。通过添加多种合金元素提高其抗磨损和耐腐蚀性能:加入了大量的Cr元素、Mo元素,实现对基体组织的固溶强化作用;Cr和Mo耐高温性能优异;加入Al元素,通过形成硬质氧化物,弥散分布在基体中,实现对基体耐磨性能的提高,此外Al对提高高温性能有益;配合稀土氧化物的联合添加,进一步实现耐磨和耐蚀性能的提高。焊丝中用于提高耐磨性的氧化铝硬质相,通过电弧熔覆过程原位反应生成,与外部添加的方式相比,原位合成的方式保证了生成的硬质颗粒的弥散细小分布,从而更能实现对基体组织耐磨性能的提高。焊丝中添加Y2O3+CeO2稀土氧化物,稀土氧化物这种复合添加的方式可以避免单一稀土元素添加对性能改善的局限性,两种稀土氧化物可以相辅相成,共同提高基体组织的性能。
本发明实施例的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝中,填充率为23%~25%。
本发明实施例的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝中,直径为1.0mm~1.2mm。
具体的,本发明实施例中的各组分的作用机理和含量如下:
焊丝中以Fe基为主,“四管”的材质均为耐热钢,也均为Fe基,因此焊丝电弧熔覆的时候,能保证与基体的高质量冶金结合。
除铁元素外,焊丝中添加的主要元素为Cr,来自于作为外皮的430不锈钢带和药粉的添加,由于“四管”的服役工况均为高温,Cr是合金元素中抗氧化性较优异的元素,当焊丝中添加大量的Cr时,其在高温条件下,Cr将生成致密的Cr2O3氧化物,防止熔覆层继续被氧化。本发明中添加的Cr含量为Cr占药粉重量的50.0%~60.0%:若Cr含量低于50%,则焊丝熔覆金属的组织将处于马氏体、奥氏体和铁素体三相区,耐高温腐蚀性能降低;若Cr含量高于60%,则所形成的铁素体+奥氏体双相组织中铁素体的含量较高,影响熔覆金属的硬度。
除铁元素外,焊丝中第二主要元素为Al,Al的熔点较低——658℃,在熔覆过程中可以氧化放热,氧化成硬质Al2O3,在熔覆层中原位生成,从而起到提高熔覆层耐磨的作用。此外,Al所生成的氧化物,同样非常致密,可以保护熔覆层在高温下继续被氧化。本发明中添加的Al含量为占药粉重量的15.0%~20.0%:若添加量低于15.0%,则Al生成的硬质颗粒的含量将较少,对提高熔覆层耐磨的作用减弱;若添加量高于20.0%,则大量的Al添加,导致熔覆过程飞溅增加,影响熔覆层的成型。
焊丝中添加一定量的C,C作为Fe基合金的间隙固溶强化元素,其既可以固溶于奥氏体间隙中也可以固溶于铁素体间隙中。C的固溶可以显著提高基体的强度、硬度,从而提高耐磨性能,但是C的提高对耐蚀性能不利。本发明中添加的C含量为占药粉重量的0.6%~0.9%:若添加量低于0.6%,则Fe基体中固溶的C有限,其强度、硬度的提高也有限;若添加量高于0.9%,则大量的C的固溶,虽然可以有效提高熔覆层的硬度,但是其开裂敏感性较高,熔覆层易开裂,此外C的大量添加会导致熔覆层中马氏体含量的增加,降低熔覆层的耐高温腐蚀性能。
焊丝中还添加了一定量的Mo,Mo的熔点较高,在熔覆过程中不易被氧化、过渡系数高,Mo作为一种置换固溶元素可以有效提高Fe基体的强度和硬度,从而提高熔覆层的耐磨性能。本发明中添加的Mo含量为占药粉重量的10.0%~14.0%:若添加量低于10.0%,则Mo的固溶强化作用减弱,熔覆层的耐磨性能将不能保证;若添加量高于14.0%,由于Mo是铁素体生成元素,大量Mo的固溶,将提高铁素体含量,影响双相比例,从而对熔覆层的硬度提高不利。
焊丝中还添加了稀土氧化物Y2O3+CeO2,稀土氧化物可以提高熔覆层的耐磨、耐蚀、抗氧化及抗热震性能。尤其是当稀土以混合物的方式添加,更能起到相互促进的作用,其获得的性能优于单一稀土元素的添加。本发明中添加的稀土氧化物Y2O3+CeO2含量为占药粉重量的0.5%~1.0%:若添加量低于0.5%,则考虑熔覆过程中稀土氧化物的稍微,残留在熔覆层中的稀土元素过低,对熔覆金属耐磨、耐蚀、抗氧化剂抗热震性能的提高有限;若添加量高于1.0%,则过量的稀土氧化物添加,将导致成本的提高。
综上,本实施例提供的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝以Fe-Cr-Al-Mo合金系为主,熔覆层组织为奥氏体+铁素体双相组织,具有优异的高温稳定性,可以保证堆焊层的高温服役性能。
另一方面,本实施例所提供的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝的制备方法,包括如下步骤:
称取药粉:按以下质量百分比称取药粉,Cr:50.0%~60.0%,Al:15.0%~20.0%,C:0.6%~0.9%,Mo:10.0%~14.0%,Y2O3+CeO2:0.5%~1.0%,其余为Fe粉,以上所有组分的质量百分比之和为100%;其中,药粉的粒度范围是100目~200目;
烘干药粉:将药粉置于真空加热炉内加热,加热温度为200℃~230℃,保温时间为1h~2h,去除药粉中的水份;
混合药粉:将烘干后的药粉放置于混粉机中进行混合,混合时间为1h~2h;
填充药粉:选用原材料尺寸为厚度为0.4mm,宽度为7mm的430不锈钢带作为外皮,去除外皮表面的油脂,并将外皮弯曲为U形,将混合好的药粉填充进外皮,并将外皮合口;
拉拔焊丝:采用拉拔工艺制成焊丝成品,具体地,采用拉拔模具拉拔制造焊丝成品,采用多道次拉拔的工艺,第一道次的拉拔模具孔径为2.6mm,所制成的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝直径为1.0mm~1.2mm。
采用上述方法制备的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝,适用于电厂锅炉“四管”,过热器管、再热器管、水冷壁管和联箱及管道的表面电弧堆焊,本发明焊丝以Fe-Cr-Al-Mo合金系为主,熔覆层组织为奥氏体+铁素体双相组织,具有优异的高温稳定性,可以保证堆焊层的高温服役性能。
除上述步骤外,制造方法还可以包括焊丝包装步骤:将焊丝成品缠绕于焊丝盘,并密封在药芯焊丝真空包装袋内。
本发明实施例所提供的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝及其制备方法,具有以下有益效果:
(1)本发明实施例提供的焊丝,以Fe-Cr-Al-Mo合金系为主,熔覆层组织为奥氏体+铁素体双相组织,具有优异的高温稳定性,可以保证堆焊层的高温服役性能。
(2)本发明实施例提供的焊丝针对电厂锅炉“四管”的服役工况,通过添加多种合金元素提高其抗磨损和耐腐蚀性能:加入了大量的Cr元素、Mo元素,实现对基体组织的固溶强化作用;Cr和Mo耐高温性能优异;加入Al元素,通过形成硬质氧化物,弥散分布在基体中,实现对基体耐磨性能的提高,此外Al对提高高温性能有益;配合稀土氧化物的联合添加,进一步实现耐磨和耐蚀性能的提高。
(3)本发明实施例提供的焊丝中用于提高耐磨性的氧化铝硬质相,通过电弧熔覆过程原位反应生成,与外部添加的方式相比,原位合成的方式保证了生成的硬质颗粒的弥散细小分布,从而更能实现对基体组织耐磨性能的提高。
(4)本发明实施例提供的焊丝中添加Y2O3+CeO2稀土氧化物,稀土氧化物这种复合添加的方式可以避免单一稀土元素添加对性能改善的局限性,两种稀土氧化物可以相辅相成,共同提高基体组织的性能。
采用上述抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝在12Cr1MoV基体表面进行堆焊,堆焊的稀释率控制在5~8%,堆焊层600℃热震试验超过100次不开裂。
实施例一:
步骤1:称取药粉,按质量百分比计,Cr粉50.0%,Al粉15.0%,C粉0.6%,Mo粉10.0%,Y2O3+CeO2总计0.5%,其余为Fe粉,以上所有组分的质量百分比之和为100%;
步骤2:烘干药粉,将称取的药粉置于真空加热炉内加热,加热温度为200℃,保温时间为1h,去除药粉中的结晶水;
步骤3:混合药粉,将烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合,混合时间为1h。
步骤4:填充药粉,选用原材料尺寸为厚度为0.4mm,宽度为7mm的430不锈钢带作为外皮,采用酒精去除外皮表面的油脂,并将外皮弯曲为U形,将步骤3获得的药粉填充进外皮,并将外皮合口;
步骤5:拉拔焊丝,采用拉拔工艺制成焊丝成品,具体地,采用拉拔模具拉拔制造焊丝成品,采用多道次拉拔的工艺,其中第一道次的拉拔模具孔径为2.6mm,所制成的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝直径为1.0mm~1.2mm。
步骤6:焊丝包装步骤,将焊丝成品缠绕于焊丝盘,并密封在药芯焊丝真空包装袋内。
采用实施例一制备的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝在12Cr1MoV表面进行堆焊,堆焊过程电弧稳定,飞溅较少,无气孔、裂纹等缺陷。经测试:
(1)堆焊层的稀释率为5%;
(2)堆焊层组织为奥氏体组织+铁素体组织,呈现柱状树枝晶形貌;
(3)堆焊层的显微维氏硬度为270HV0.3;
(4)堆焊层的600℃热震试验100次无剥落。
实施例二:
步骤1:称取药粉,按质量百分比计,Cr粉60.0%,Al粉20.0%,C粉0.9%,Mo粉14.0%,Y2O3+CeO2总计1.0%,其余为Fe粉,以上所有组分的质量百分比之和为100%;
步骤2:烘干药粉,将称取的药粉置于真空加热炉内加热,加热温度为230℃,保温时间为2h,去除药粉中的结晶水;
步骤3:混合药粉,将烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合,混合时间为2h。
步骤4:填充药粉,选用原材料尺寸为厚度为0.4mm,宽度为7mm的430不锈钢带作为外皮,采用酒精去除外皮表面的油脂,并将外皮弯曲为U形,将步骤3获得的药粉填充进外皮,并将外皮合口;
步骤5:拉拔焊丝,采用拉拔工艺制成焊丝成品,具体地,采用拉拔模具拉拔制造焊丝成品,采用多道次拉拔的工艺,其中第一道次的拉拔模具孔径为2.6mm,所制成的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝直径为1.0mm~1.2mm。
步骤6:焊丝包装步骤,将焊丝成品缠绕于焊丝盘,并密封在药芯焊丝真空包装袋内。
采用实施例二制备的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝在12Cr1MoV表面进行堆焊,堆焊过程电弧稳定,飞溅较少,无气孔、裂纹等缺陷。经测试:
(1)堆焊层的稀释率为6%;
(2)堆焊层组织为奥氏体组织+铁素体组织,呈现柱状树枝晶形貌;
(3)堆焊层的显微维氏硬度为280HV0.3;
(4)堆焊层的600℃热震试验150次无剥落。
图1为使用实施例二制备的焊丝在12Cr1MoV基体上进行的焊接工艺性试验图;从图1中可以看出,堆焊焊缝成形良好。
图2为使用实施例二制备的焊丝在12Cr1MoV基体上进行堆焊后其堆焊层的金相组织图;从图2中可以看出,堆焊层为奥氏体+铁素体组织,呈现柱状树枝晶形貌,未发现气孔、裂纹等缺陷。
图3为使用实施例二制备的焊丝在12Cr1MoV基体上进行堆焊后其堆焊层的磨损形貌图;从图3中可以看出,堆焊层耐磨性能较高,以黏着磨损和磨粒磨损为主。
实施例三:
步骤1:称取药粉,按质量百分比计,Cr粉55.0%,Al粉17.0%,C粉0.8%,Mo粉12.0%,Y2O3+CeO2总计0.7%,其余为Fe粉,以上所有组分的质量百分比之和为100%;
步骤2:烘干药粉,将称取的药粉置于真空加热炉内加热,加热温度为220℃,保温时间为1.5h,去除药粉中的结晶水;
步骤3:混合药粉,将烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合,混合时间为1.5h。
步骤4:填充药粉,选用原材料尺寸为厚度为0.4mm,宽度为7mm的430不锈钢带作为外皮,采用酒精去除外皮表面的油脂,并将外皮弯曲为U形,将步骤3获得的药粉填充进外皮,并将外皮合口;
步骤5:拉拔焊丝,采用拉拔工艺制成焊丝成品,具体地,采用拉拔模具拉拔制造焊丝成品,采用多道次拉拔的工艺,其中第一道次的拉拔模具孔径为2.6mm,所制成的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝直径为1.0mm~1.2mm。
步骤6:焊丝包装步骤,将焊丝成品缠绕于焊丝盘,并密封在药芯焊丝真空包装袋内。
采用实施例三制备的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝在12Cr1MoV表面进行堆焊,堆焊过程电弧稳定,飞溅较少,无气孔、裂纹等缺陷。经测试:
(1)堆焊层的稀释率为5.5%;
(2)堆焊层组织为奥氏体组织+铁素体组织,呈现柱状树枝晶形貌;
(3)堆焊层的显微维氏硬度为275HV0.3;
(4)堆焊层的600℃热震试验120次无剥落。
实施例四:
步骤1:称取药粉,按质量百分比计,Cr粉57.0%,Al粉16.0%,C粉0.7%,Mo粉13.0%,Y2O3+CeO2总计0.6%,其余为Fe粉,以上所有组分的质量百分比之和为100%;
步骤2:烘干药粉,将称取的药粉置于真空加热炉内加热,加热温度为210℃,保温时间为1.2h,去除药粉中的结晶水;
步骤3:混合药粉,将烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合,混合时间为1.2h。
步骤4:填充药粉,选用原材料尺寸为厚度为0.4mm,宽度为7mm的430不锈钢带作为外皮,采用酒精去除外皮表面的油脂,并将外皮弯曲为U形,将步骤3获得的药粉填充进外皮,并将外皮合口;
步骤5:拉拔焊丝,采用拉拔工艺制成焊丝成品,具体地,采用拉拔模具拉拔制造焊丝成品,采用多道次拉拔的工艺,其中第一道次的拉拔模具孔径为2.6mm,所制成的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝直径为1.0mm~1.2mm。
步骤6:焊丝包装步骤,将焊丝成品缠绕于焊丝盘,并密封在药芯焊丝真空包装袋内。
采用实施例四制备的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝在12Cr1MoV表面进行堆焊,堆焊过程电弧稳定,飞溅较少,无气孔、裂纹等缺陷。经测试:
(1)堆焊层的稀释率为8%;
(2)堆焊层组织为奥氏体组织+铁素体组织,呈现柱状树枝晶形貌;
(3)堆焊层的显微维氏硬度为250HV0.3;
(4)堆焊层的600℃热震试验130次无剥落。
实施例五:
步骤1:称取药粉,按质量百分比计,Cr粉51.0%,Al粉19.0%,C粉0.77%,Mo粉11.0%,Y2O3+CeO2总计0.9%,其余为Fe粉,以上所有组分的质量百分比之和为100%;
步骤2:烘干药粉,将称取的药粉置于真空加热炉内加热,加热温度为225℃,保温时间为1.3h,去除药粉中的结晶水;
步骤3:混合药粉,将烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合,混合时间为1.6h。
步骤4:填充药粉,选用原材料尺寸为厚度为0.4mm,宽度为7mm的430不锈钢带作为外皮,采用酒精去除外皮表面的油脂,并将外皮弯曲为U形,将步骤3获得的药粉填充进外皮,并将外皮合口;
步骤5:拉拔焊丝,采用拉拔工艺制成焊丝成品,具体地,采用拉拔模具拉拔制造焊丝成品,采用多道次拉拔的工艺,其中第一道次的拉拔模具孔径为2.6mm,所制成的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝直径为1.0mm~1.2mm。
步骤6:焊丝包装步骤,将焊丝成品缠绕于焊丝盘,并密封在药芯焊丝真空包装袋内。
采用实施例五制备的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝在12Cr1MoV表面进行堆焊,堆焊过程电弧稳定,飞溅较少,无气孔、裂纹等缺陷。经测试:
(1)堆焊层的稀释率为7%;
(2)堆焊层组织为奥氏体组织+铁素体组织,呈现柱状树枝晶形貌;
(3)堆焊层的显微维氏硬度为255HV0.3;
(4)堆焊层的600℃热震试验110次无剥落。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
上述实施例中,诸如“上”、“下”等方位的描述,均基于附图所示。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。
因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (3)
1.一种抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝,其特征在于,包括外皮以及填充于所述外皮中的药芯;所述外皮为430不锈钢带,以占所述药芯总质量的质量百分比计,所述药芯包括Cr:50.0%~60.0%,Al:15.0%~20.0%,C:0.6%~0.9%,Mo:10.0%~14.0%,Y2O3+CeO2:0.5%~1.0%,其余为Fe;药芯焊丝的填充率为23wt%~25wt.%;药粉的粒度为100目~200目;外皮的原材料尺寸为厚度为0.4mm,宽度为7mm。
2.根据权利要求1所述的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝,其特征在于,所述抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝的直径为1.0mm~1.2mm。
3.一种权利要求1-2任一项的抗磨损耐腐蚀Fe基焊丝的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
称取药粉:按以下质量百分比称取药粉,Cr:50.0%~60.0%,Al:15.0%~20.0%,C:0.6%~0.9%,Mo:10.0%~14.0%,Y2O3+CeO2:0.5%~1.0%,其余为Fe粉,以上所有组分的质量百分比之和为100%;
烘干药粉:将药粉置于真空加热炉内加热,加热温度为200℃~230℃,保温时间为1h~2h,去除所述药粉中的结晶水;
混合药粉:将烘干后的药粉放置于混粉机中进行混合,混合时间为1h~2h;
填充药粉:外皮的原材料尺寸为厚度为0.4mm,宽度为7mm,去除外皮表面的油脂,并将外皮弯曲为U形,将混合好的药粉填充进外皮,并将外皮合口;
拉拔焊丝:采用拉拔工艺制成焊丝成品,采用多道次拉拔的工艺,第一道次的拉拔模具孔径为2.6mm;
包装步骤:将焊丝成品缠绕于焊丝盘,并密封在药芯焊丝真空包装袋内。
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