CN1415453A - 一种堆焊用包芯焊丝 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属构件表面耐磨强化的一种堆焊用材料，具体涉及一种堆焊用包芯焊丝。本发明要克服现有技术抗磨性和减摩性不能合理匹配、工艺性差的缺点。其技术解决方案是：一种堆焊用包芯焊丝，由低碳钢包皮和芯部粉末组成，芯部粉末与低碳钢包皮的重量百分比为30～40％∶70～60％，所述芯部粉末由以下以重量百分比计的物质混合而成，Cr25~30％；Ni15～19％；Mn3～5％；Si2～5％；B3.5～6％∶C1－3％，Fe余量。本发明能满足新型合金耐磨减摩的根本性能要求、工艺性优良、抗磨性与减摩性匹配合理。本发明适用范围广，广泛应用于石油工业机械、井下工具等表面处理工程领域中。
Description
所属技术领域：
本发明涉及金属构件表面耐磨强化的一种堆焊用材料，具体涉及一种堆焊用包芯焊丝。
背景技术：
金属构件因磨损而造成的损失是相当巨大的。据统计，在工业发达国家，由于磨损而造成的经济损失约占整个国民经济预算的1～4％。在我国，由于科技水平低，多数机械零件的使用寿命要比国外同类产品低几倍、甚至十几倍，其中相当多的一部分是因为抗磨性差而提前报废，这不仅消耗了大量的钢材备件，而且由于零件原因需停机检修，降低了生产效率，浪费了大量的人力物力。磨损一般都发生在机件表面，目前通过表面工程技术提高机件表面抗磨损能力是较新的方法。在这些新技术(如热喷涂、堆焊、化学热处理、气相沉积、电镀等)的应用中，耐磨减摩合金材料的选择是技术成功的关键。目前耐磨减摩合金材料存在的问题是减摩性不能合理匹配，要么自身的抗磨性很高，但对另一摩擦构件(摩擦付)的磨损很严重，摩擦付之间的摩擦系数高；要么是合金材料对构件表面的磨损较小，摩擦系数也较低，但自身磨损严重，合金损耗严重，成本高。例如，在石油钻杆与套管的摩擦付中，如果在钻杆接头的表面堆焊14-30目碳化钨，则碳化钨本身耐磨，但对套管磨损率为15％，摩擦系数0.22。如果在钻杆接头的表面堆焊普通铁基合金，则对套管的磨损率可降为8％，摩擦系数0.16，但自身磨损很快。
发明内容：
本发明要克服现有技术抗磨性和减摩性不能合理匹配、工艺性差的缺点。
为克服现有技术的缺点，本发明的技术解决方案是：一种堆焊用包芯焊丝，其特殊之处在于，由低碳钢包皮和芯部粉末组成，芯部粉末与低碳钢包皮的重量百分比为30～40％∶70～60％，所述芯部粉末由以下以重量百分比计的物质混合而成，Cr 25~30％；Ni 15～19％；Mn 3～5％；Si 2～5％；B 3.5～6％：C1-3％，Fe余量。
上述芯部粉末与低碳钢包皮的重量百分比为33～35％∶67～65％时，耐磨减摩效果较好。
上述芯部粉末由以下以重量百分数计的物质混合而成，Cr 25～26％；Ni16～18％；Mn 2.5～2.8％；Si 3.6～3.8％；B 3.6～3.8％：C 1.4～1.5％；Fe余量，该方案耐磨减摩效果最好。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明能满足新型合金耐磨减磨的根本性能要求，即具有“平衡磨损”的特点和“稳定性”的要求。“平衡磨损”是指在对机件磨损最低的前提下，自身磨损也小，或在允许的磨损范围内，“稳定性”是指本合金不论在清水或不同泥浆条件下，其抗磨损能力应保持相对的稳定，不应以条件变化出现较大差异。本发明即是在耐磨减摩合金原理分析的基础上配制的一种新合金，具有优良的耐磨减摩性能；
2、工艺性优良：本发明包芯焊丝在实施时，堆焊工艺性(润湿性，流平性，排渣性，排气性)优良，堆焊后表面平滑均匀，裂纹少，无脱落掉块；
3、抗磨性与减摩性匹配合理：本发明中，芯部粉末的配方与配比使本发明在清水或不同泥浆条件下具有磨损率低\摩擦系数低的特点，因此具有优良的性能，与中碳钢组成摩擦付时，敷层抗磨性和减摩性超过国内外同类产品；而对偶件的磨损与国内外同类产品相比，也有小幅提高。例如，在钻杆接头表面堆焊后，堆焊层是鹅卵石空淬马氏体结构，组织细小，硬度适中。主要是由于Ni，B合金元素的加入，马氏体中增加了Ni3B，Ni2B，Cr2B，CrB等硬质点，使其自身抗磨性大大提高，同时对套管的磨损性也较低。按本发明生产的耐磨减摩合金，堆焊在钻杆接头上，通过在清水、重晶石和铁矿粉泥浆下的磨损试验表明，与钢接头相比，可延长钻杆接头寿命2倍以上，减少套管磨损50％以上；
4、本发明适用范围广，广泛应用于石油工业机械、井下工具等表面处理工程领域中，可用于石油钻杆、抽油杆及其它一些需要耐磨和减摩的金属机构件的表面耐磨强化。
具体实施方式：
本发明将通过以以下几个优选实施例来作进一步详述，但本发明并不局限于下述几个实施例。
(以重量百分数计)
其中以实施例3最好。
本发明中的制备工艺是常规制备方法。
Claims (3)
1、一种堆焊用包芯焊丝，其特征在于：它由低碳钢包皮和芯部粉末组成，芯部粉末与低碳钢包皮的重量百分比为30～40％∶70～60％，所述芯部粉末由以下以重量百分比计的物质混合而成，Cr 25~30％；Ni 15～19％；Mn 3～5％；Si 2～5％；B 3.5～6％：C 1-3％，Fe余量。
2、如权利要求1所述的一种堆焊用包芯焊丝，其特征在于：所述芯部粉末与低碳钢包皮的重量百分比为33～35％∶67～65％。
3、如权利要求1或2所述的一种堆焊用包芯焊丝，其特征在于：所述芯部粉末由以下以重量百分数计的物质混合而成，Cr 25～26％；Ni 16～18％；Mn 2.5～2.8％；Si 3.6～3.8％；B 3.6～3.8％：C 1.4～1.5％；Fe余量。
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| CN 02139493 CN1233500C (zh) | 2002-10-29 | 2002-10-29 | 一种堆焊用包芯焊丝 |
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| CN1233500C CN1233500C (zh) | 2005-12-28 |
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| CN (1) | CN1233500C (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100553855C (zh) * | 2007-05-23 | 2009-10-28 | 山东大学 | 一种堆焊用夹芯合金粉块及其制备方法与应用 |
| CN101870046A (zh) * | 2010-06-03 | 2010-10-27 | 辽宁工程技术大学 | 一种抗冲击高耐磨的表面堆焊合金材料 |
| CN102380716A (zh) * | 2011-09-08 | 2012-03-21 | 北京工业大学 | 一种中铬含硼铁基耐磨堆焊用药芯焊丝及堆焊合金的制备方法 |
-
2002
- 2002-10-29 CN CN 02139493 patent/CN1233500C/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN101870046B (zh) * | 2010-06-03 | 2012-01-11 | 辽宁工程技术大学 | 一种抗冲击高耐磨的表面堆焊合金材料 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1233500C (zh) | 2005-12-28 |
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