CN116265173A - 一种高温合金焊丝的制造工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高温合金焊丝技术领域，且公开了一种高温合金焊丝及其制造工艺方法，包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：C0.04‑0.08％、Si≤0.40％、Mn≤0.60％、P≤0.015％、S≤0.007％、Cr19.0‑21.0％、Al0.3‑0.6％、Mo5.60‑6.10％、Ti1.9‑2.4％、Co18.5‑21％、Cu≤0.2％、Fe≤0.70％、B≤0.005％、Pb≤0.002％、Ag≤0.0005％、Bi≤0.0001％，余量为Ni，本发明合金成分设计合理、成本低、使用方便，采用了特殊的制备工艺，其抗拉强度可达1400MPa，确保焊缝金属具有较高的强度、耐磨性和耐腐蚀性，优良的低温韧，本发明焊丝材料焊接性、加工性好，自动焊接，工作效率高，大大延长堆焊制造和修复机器零部件的使用寿命，降低成本，显著提高经济效益。

Description

一种高温合金焊丝的制造工艺方法
技术领域
本发明涉及高温合金焊丝技术领域，具体为一种高温合金焊丝的制造工艺方法。
背景技术
在高温合金焊丝中提高Fe元素含量(Fe/Ni比例)可以带来成本的大幅降低，但会劣化高温组织稳定性，易析出有害相(如σ相，а-Cr相等)。因而，要尽可能的降低合金元素的含量，同时亦可使焊丝过渡到熔池的凝固过程中避免因合金元素偏析而形成的一次有害相。目前，为满足650℃超超临界发电领域超级奥氏体耐热钢的焊接需求，研发出具有低成本、高性能的焊丝仍是一项十分艰巨的工作。
发明内容
为达到本发明的目的，本发明的一种高温合金焊丝，包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：C0.04-0.08％、Si≤0.40％、Mn≤0.60％、P≤0.015％、S≤0.007％、Cr19.0-21.0％、Al0.3-0.6％、Mo5.60-6.10％、Ti1.9-2.4％、Co18.5-21％、Cu≤0.2％、Fe≤0.70％、B≤0.005％、Pb≤0.002％、Ag≤0.0005％、Bi≤0.0001％，余量为Ni。
优选地，包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：C0.04％、Si0.30％、Mn0.20％、P0.01％、S0.001％、Cr19.7％、Al0.3％、Mo5.60％、Ti1.9％、Co18.5％、Cu0.13％、Fe0.30％、B0.002％、Pb0.001％、Ag0.0003％、Bi0.0001％，余量为Ni。
优选地，包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：C0.08％、Si0.40％、Mn0.60％、P0.015％、S0.007％、Cr21.0％、Al0.6％、Mo6.10％、Ti2.4％、Co21％、Cu0.2％、Fe0.70％、B0.005％、Pb0.002％、Ag0.0005％、Bi0.0001％，余量为Ni。
优选地，包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：C0.05％、Si0.30％、Mn0.50％、P0.013％、S0.006％、Cr20％、Al0.5％、Mo6％、Ti2.2％、Co19％、Cu0.15％、Fe0.62％、B0.0025％、Pb0.001％、Ag0.0005％、Bi0.0001％，余量为Ni。
一种高温合金焊丝的制造工艺方法，包括以下步骤：
(1)原料准备：a、所有金属材料应符合质量标准，返回同钢种表面应磨光处理配入量≤10％，按照制度烘烤后使用；
b、配料严格控制各元素的配入量。
(2)真空冶炼：a、小块镍板加入底部约1/4,底碳配入0.020％，JMo、JCr、JCo放在坩埚中上部，上部用Ni板覆盖；
b、真空冶炼按焊丝冶炼工艺执行，熔化期真空度小于8帕，精炼加Ni-Mg0.05％，稀土0.3kg一炉，Al、Ti小料加入应在精炼后停电结膜时脱氧用，并控制成分。精炼期真空度≤5Pa，采用不少于两次的高温瞬时精炼和一次低温长时精炼，提钢温到1540℃-1560/1-2min，降钢温到1480℃(刚结膜冲膜状态)低温，精炼时间≥25min。精炼温度1560℃，合金化调整成分合格，全过程可不充氩气，出钢温度1540℃，浇注38Kg电极，浇注后期补缩充分，浇铸完成15分钟后破空出模。
(3)电渣重熔：a、电极表面应清洁无杂质，切清两端缩孔。
b、渣系配比：CaF2：AL2O3：CaO：MgO＝70：20：5：5，(TiO2：适量)；
c、渣系执行现行电渣工艺。
(4)锻造：锻造加热温度1160-1180℃，加热过程升温速率应≤300℃/h，保温应≥40分钟，锻造时应前轻锻后重锻造，回炉加热1180℃保温30min再锻，锻造规格48*48锻后空冷，方棒100％探伤检查，表面修磨去除缺陷。
(5)热轧：加热制度1170℃-1200℃，保温40分钟轧制规格Φ8.0盘条。
(6)钢丝：a、电炉固溶退火温度：1040-1060℃，保温45分钟，水冷；
b、中间坯酸洗检查表面质量，修磨去除裂纹确皮等，执行现行生产工艺。
采用本发明所设计的一种高温合金焊丝及其制造工艺方法与现有技术相比，具有如下优点：
(1)成分设计合理、成本低、使用方便；
(2)采用了特殊的制备工艺，其抗拉强度可达1400MPa，确保焊缝金属具有较高的强度、耐磨性和耐腐蚀性，优良的低温韧。
(3)本发明焊丝材料焊接性、加工性好，自动焊接，工作效率高。
(4)大大延长堆焊制造和修复机器零部件的使用寿命，降低成本，显著提高经济效益。
附图说明
无。
具体实施方式
结合具体实施例对本发明的特征和优点详述如下：
实施例1
一种高温合金焊丝，包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：C0.04％、Si0.30％、Mn0.20％、P0.01％、S0.001％、Cr19.7％、Al0.3％、Mo5.60％、Ti1.9％、Co18.5％、Cu0.13％、Fe0.30％、B0.002％、Pb0.001％、Ag0.0003％、Bi0.0001％，余量为Ni。
实施例2
一种高温合金焊丝，包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：C0.08％、Si0.40％、Mn0.60％、P0.015％、S0.007％、Cr21.0％、Al0.6％、Mo6.10％、Ti2.4％、Co21％、Cu0.2％、Fe0.70％、B0.005％、Pb0.002％、Ag0.0005％、Bi0.0001％，余量为Ni。
实施例3
一种高温合金焊丝，包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：C0.05％、Si0.30％、Mn0.50％、P0.013％、S0.006％、Cr20％、Al0.5％、Mo6％、Ti2.2％、Co19％、Cu0.15％、Fe0.62％、B0.0025％、Pb0.001％、Ag0.0005％、Bi0.0001％，余量为Ni。
一种高温合金焊丝的制造工艺方法，包括以下步骤：
(1)原料准备：a、所有金属材料应符合质量标准，返回同钢种表面应磨光处理配入量≤10％，按照制度烘烤后使用；
b、配料严格控制各元素的配入量。
(2)真空冶炼：a、小块镍板加入底部约1/4,底碳配入0.020％，JMo、JCr、JCo放在坩埚中上部，上部用Ni板覆盖；
b、真空冶炼按焊丝冶炼工艺执行，熔化期真空度小于8帕，精炼加Ni-Mg0.05％，稀土0.3kg一炉，Al、Ti小料加入应在精炼后停电结膜时脱氧用，并控制成分。精炼期真空度≤5Pa，采用不少于两次的高温瞬时精炼和一次低温长时精炼，提钢温到1540℃-1560/1-2min，降钢温到1480℃(刚结膜冲膜状态)低温，精炼时间≥25min。精炼温度1560℃，合金化调整成分合格，全过程可不充氩气，出钢温度1540℃，浇注38Kg电极，浇注后期补缩充分，浇铸完成15分钟后破空出模。
(3)电渣重熔：a、电极表面应清洁无杂质，切清两端缩孔。
b、渣系配比：CaF2：AL2O3：CaO：MgO＝70：20：5：5，(TiO2：适量)；
c、渣系执行现行电渣工艺。
(4)锻造：锻造加热温度1160-1180℃，加热过程升温速率应≤300℃/h，保温应≥40分钟，锻造时应前轻锻后重锻造，回炉加热1180℃保温30min再锻，锻造规格48*48锻后空冷，方棒100％探伤检查，表面修磨去除缺陷。
(5)热轧：加热制度1170℃-1200℃，保温40分钟轧制规格Φ8.0盘条。
(6)钢丝：a、电炉固溶退火温度：1040-1060℃，保温45分钟，水冷；
b、中间坯酸洗检查表面质量，修磨去除裂纹确皮等，执行现行生产工艺。
本发明合金成分设计合理、成本低、使用方便，采用了特殊的制备工艺，其抗拉强度可达1400MPa，确保焊缝金属具有较高的强度、耐磨性和耐腐蚀性，优良的低温韧，本发明焊丝材料焊接性、加工性好，自动焊接，工作效率高，大大延长堆焊制造和修复机器零部件的使用寿命，降低成本，显著提高经济效益。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种高温合金焊丝，其特征在于，包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：C0.04-0.08％、Si≤0.40％、Mn≤0.60％、P≤0.015％、S≤0.007％、Cr19.0-21.0％、Al0.3-0.6％、Mo5.60-6.10％、Ti1.9-2.4％、Co18.5-21％、Cu≤0.2％、Fe≤0.70％、B≤0.005％、Pb≤0.002％、Ag≤0.0005％、Bi≤0.0001％，余量为Ni。
2.根据权利要求1所述的一种高温合金焊丝，其特征在于，包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：C0.04％、Si0.30％、Mn0.20％、P0.01％、S0.001％、Cr19.7％、Al0.3％、Mo5.60％、Ti1.9％、Co18.5％、Cu0.13％、Fe0.30％、B0.002％、Pb0.001％、Ag0.0003％、Bi0.0001％，余量为Ni。
3.根据权利要求1所述的一种高温合金焊丝，其特征在于，包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：C0.08％、Si0.40％、Mn0.60％、P0.015％、S0.007％、Cr21.0％、Al0.6％、Mo6.10％、Ti2.4％、Co21％、Cu0.2％、Fe0.70％、B0.005％、Pb0.002％、Ag0.0005％、Bi0.0001％，余量为Ni。
4.根据权利要求1所述的一种高温合金焊丝，其特征在于，包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：C0.05％、Si0.30％、Mn0.50％、P0.013％、S0.006％、Cr20％、Al0.5％、Mo6％、Ti2.2％、Co19％、Cu0.15％、Fe0.62％、B0.0025％、Pb0.001％、Ag0.0005％、Bi0.0001％，余量为Ni。
5.一种高温合金焊丝的制造工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料准备：a、所有金属材料应符合质量标准，返回同钢种表面应磨光处理配入量≤10％，按照制度烘烤后使用；
b、配料严格控制各元素的配入量。
(2)真空冶炼：a、小块镍板加入底部约1/4,底碳配入0.020％，JMo、JCr、JCo放在坩埚中上部，上部用Ni板覆盖；
b、真空冶炼按焊丝冶炼工艺执行，熔化期真空度小于8帕，精炼加Ni-Mg0.05％，稀土0.3kg一炉，Al、Ti小料加入应在精炼后停电结膜时脱氧用，并控制成分。精炼期真空度≤5Pa，采用不少于两次的高温瞬时精炼和一次低温长时精炼，提钢温到1540℃-1560/1-2min，降钢温到1480℃(刚结膜冲膜状态)低温，精炼时间≥25min。精炼温度1560℃，合金化调整成分合格，全过程可不充氩气，出钢温度1540℃，浇注38Kg电极，浇注后期补缩充分，浇铸完成15分钟后破空出模。
(3)电渣重熔：a、电极表面应清洁无杂质，切清两端缩孔。
b、渣系配比：CaF2：AL2O3：CaO：MgO＝70：20：5：5，(TiO2：适量)；
c、渣系执行现行电渣工艺。
(4)锻造：锻造加热温度1160-1180℃，加热过程升温速率应≤300℃/h，保温应≥40分钟，锻造时应前轻锻后重锻造，回炉加热1180℃保温30min再锻，锻造规格48*48锻后空冷，方棒100％探伤检查，表面修磨去除缺陷。
(5)热轧：加热制度1170℃-1200℃，保温40分钟轧制规格Φ8.0盘条。
(6)钢丝：a、电炉固溶退火温度：1040-1060℃，保温45分钟，水冷；
b、中间坯酸洗检查表面质量，修磨去除裂纹确皮等，执行现行生产工艺。
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