CN1433868A - 含有立方氮化硼颗粒的管状碳化钨焊条 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用作耐磨堆焊材料的含有立方氮化硼颗粒的管状碳化钨焊条，可用于钢齿牙轮钻头的齿面、掌尖强化，以及镶齿牙轮钻头的掌尖强化，也可用于其它钢件材料的表面强化。它包括有焊管和装于焊管中的填料，所述填料包括烧结碳化钨颗粒、合金粉和有机粘结剂，其不同之处在于所述填料中加入有包复的立方氮化硼(CBN)颗粒。本发明的有益效果在于在焊条填料中加入了包复的立方氮化硼颗粒，由于立方氮化硼颗粒的硬度很高，其热稳定温度约为1250℃，比钻石颗粒高约300℃，而且更易进行表面涂层处理，因此在敷焊过程中难以烧损，立方氮化硼颗粒作为硬质点，均匀分布于基体层面中，因而可使敷焊层的耐磨性、耐冲蚀性及抗冲击性得到显著提高，其性能与钻石颗粒焊条相接近，而制作成本则较低。

Description

含有立方氮化硼颗粒的管状碳化钨焊条
技术领域
本发明涉及一种用作耐磨堆焊材料的含有立方氮化硼颗粒的管状碳化钨焊条，可用于钢齿牙轮钻头的齿面、掌尖强化，以及镶齿牙轮钻头的掌尖强化，也可用于其它钢件材料的表面强化。
背景技术
在牙轮钻头的制作上，碳化钨颗粒作为耐磨硬面堆焊材料已作广泛使用。通常是用不同形状、不同粒度的烧结和铸造碳化钨颗粒为主要填料制成管状焊条，然后用氧乙炔焊条或氢原子焊的方法将焊条敷焊在牙轮钻头的齿面和掌尖上；也可直接将碳化钨颗粒用硅酸钠等作为粘结剂粘在敷焊面上，再用氧乙炔焊或氢原子焊将其敷焊至牙轮钻头的齿面和掌尖上。随着钻井技术的发展，对牙轮钻头易磨损部分的耐磨性、耐腐蚀性以及耐冲击性提出了更高的要求，而要满足上述要求的关键在于开发出性能更优的耐磨焊条。在中国专利CN1195387A中提出了一种在填料中加入包复的钻石颗粒的碳化钨焊条，该焊条虽能显著提高敷焊层的耐磨和耐冲蚀性能，但制作工艺较难，生产成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术中存在的不足而提供一种含有立方氮化硼颗粒的管状碳化钨焊条，它不仅具有较强的耐靡耐冲蚀性能，性能接近于含有钻石颗粒的焊条，而且易于制作，成本较低。
本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：包括有焊管和装于焊管中的填料，所述填料包括烧结碳化钨颗粒、合金粉和有机粘结剂，其不同之处在于所述填料中加入有包复的立方氮化硼(CBN)颗粒。
按上述方案，包复的立方氮化硼颗粒由立方氮化硼颗粒外覆合金涂层构成，合金涂层可为钨或钴、或镍或铁等金属涂层，或为碳化钨、碳化铬或其它金属碳化物、金属氮化物、金属氧化物涂层，涂层可为一层或多层，多层合金涂层可不相同，即可用上述一种或多种涂层作为立方氮化硼颗粒的合金涂层，合金涂层可采用气相沉积、电镀或冶金化学包覆的方法涂覆于立方氮化硼颗粒的外表面，使之成为冶金结合的合金涂层；包复的立方氮化硼颗粒在填料中的含量按重量计为1～80％，粒度为10～40目，颗粒形状以球形和近似球形为佳。
上述方案中可在填料中加入铸造碳化钨颗粒，所述含有包复的立方氮化硼颗粒填料的组份和含量按重量计为：
烧结碳化钨颗粒          粒度10～100目          10～85％
铸造碳化钨颗粒          粒度10～200目          0～80％
包复的立方氮化硼颗粒    粒度10～40目           1～80％
合金粉                                         1～10％
有机粘结剂                                     0.5～4％。
填料的较佳组份和含量按重量计为：
烧结碳化钨颗粒          粒度20～40目           50～80％
铸造碳化钨颗粒          粒度50～150目          15～30％
包复的立方氮化硼颗粒    粒度10～40目           10～40％
合金粉                                         1～10％
有机粘结剂                                     1～4％。
上述方案中所述的合金粉包括硅铁粉、锰铁粉、锰粉、铌粉、镍粉，上述任意一种或多种合金粉的混合；有机粘结剂为有机树脂。
焊管由低碳钢带或镍合金带或钴合金带或铜合金带卷为管状制成，管壁厚度控制在0.1～0.5mm。
本发明的有益效果在于在焊条填料中加入了包复的立方氮化硼颗粒，由于立方氮化硼颗粒的硬度很高，其热稳定温度约为1250℃，比钻石颗粒高约300℃，而且更易进行表面涂层处理，因此在敷焊过程中难以烧损，制作成本也较低。在敷焊层中，基体是铁合金、镍合金或其它合金，而碳化钨颗粒、立方氮化硼颗粒作为硬质点，均匀分布于基体层面中，因而可使敷焊层的耐磨性、耐冲蚀性及抗冲击性得到显著提高，其性能与钻石颗粒焊条相接近，而制作成本则较低。
具体实施方式
下面进一步介绍本发明的实施例。
实施例1：管状焊条填料组份和含量按重量计为：包复的立方氮化硼(CBN)颗粒、粒度30目10％，球形的烧结碳化钨颗粒、粒度30～40目50％，棱角状的铸造碳化钨颗粒、粒度60～80目35％，SiFe粉、MnFe粉、Mn粉的混合合金粉4％，酚-甲醛树脂粉1％。将上述填料充分混合均匀后，填入由低碳钢带卷制的焊管中，焊管直径5mm，管壁厚度0.2mm，长约500mm，两端封闭，烘干即可。
实施例2：管状焊条填料组份和含量按重量计为：包复的立方氮化硼(CBN)颗粒、粒度20目30％，球形的烧结碳化钨颗粒、粒度20目65％，SiFe粉、MnFe粉、Mn粉的混合合金粉4％，有机树脂1％。将上述填料充分混合均匀后，填入由低碳钢带卷制的焊管中，焊管直径6mm，管壁厚度0.3mm，长约600mm，两端封闭，烘干即可。
实施例3：管状焊条填料组份和含量按重量计为：包复的立方氮化硼(CBN)颗粒、粒度40目20％，棱角状的烧结碳化钨颗粒、粒度40目60％，铸造碳化钨颗粒、粒度100目15％，SiFe粉、MnFe粉、Mn粉的混合合金粉4％，酚-甲醛树脂粉1％。将填料充分混合均匀后，填入由镍合金带卷制的焊管中，焊管直径4mm，管壁厚度0.2mm，长约400mm，两端封闭，烘干即可。

Claims (9)

1、一种含有立方氮化硼颗粒的管状碳化钨焊条，包括有焊管和装于焊管中的填料，所述填料包括烧结碳化钨颗粒、合金粉和有机粘结剂，其特征在于所述填料中加入有包复的立方氮化硼(CBN)颗粒。
2、按权利要求1所述的含有立方氮化硼颗粒的管状碳化钨焊条，其特征在于包复的立方氮化硼颗粒由立方氮化硼颗粒外覆合金涂层构成，合金涂层为钨或钴、或镍或铁的金属涂层，或为碳化钨、碳化铬或其它金属碳化物、金属氮化物、金属氧化物涂层，涂层可为一层或多层，用上述一种或多种涂层作为立方氮化硼颗粒的合金涂层。
3、按权利要求1或2所述的含有立方氮化硼颗粒的管状碳化钨焊条，其特征在于包复的立方氮化硼颗粒在填料中的含量按重量计为1～80％，粒度为10～40目。
4、按权利要求3所述的含有立方氮化硼颗粒的管状碳化钨焊条，其特征在于所述含有包复的立方氮化硼颗粒填料的组份和含量按重量计为：
烧结碳化钨颗粒          粒度10～100目         10～85％
铸造碳化钨颗粒          粒度10～200目         0～80％
包复的立方氮化硼颗粒    粒度10～40目          1～80％
合金粉                                       1～10％
有机粘结剂                                   0.5～4％。
5、按权利要求4所述的含有立方氮化硼颗粒的管状碳化钨焊条，其特征在于填料的较佳组份和含量按重量计为：
烧结碳化钨颗粒          粒度20～40目         50～80％
铸造碳化钨颗粒          粒度50～150目        15～30％
包复的立方氮化硼颗粒    粒度10～40目         10～40％
合金粉                                      1～10％
有机粘结剂                                   1～4％。
6、按权利要求4或5所述的含有立方氮化硼颗粒的管状碳化钨焊条，其特征在于合金粉包括硅铁粉、锰铁粉、锰粉、铌粉、镍粉，上述任意一种或多种合金粉的混合；有机粘结剂为有机树脂。
7、按权利要求1或2所述的含有立方氮化硼颗粒的管状碳化钨焊条，其特征在于焊管由低碳钢带或镍合金带或钴合金带或铜合金带卷为管状制成，管壁厚度控制在0.1～0.5mm。
8、按权利要求6所述的含有立方氮化硼颗粒的管状碳化钨焊条，其特征在于管状焊条填料组份和含量按重量计为：包复的立方氮化硼(CBN)颗粒、粒度30目10％，球形的烧结碳化钨颗粒、粒度30～40目50％，棱角状的铸造碳化钨颗粒、粒度60～80目35％，SiFe粉、MnFe粉、Mn粉的混合合金粉4％，酚-甲醛树脂粉1％，将上述填料充分混合均匀后，填入由低碳钢带卷制的焊管中，焊管直径5mm，管壁厚度0.2mm。
9、按权利要求6所述的含有立方氮化硼颗粒的管状碳化钨焊条，其特征在于管状焊条填料组份和含量按重量计为：包复的立方氮化硼(CBN)颗粒、粒度20目30％，球形的烧结碳化钨颗粒、粒度20目65％，SiFe粉、MnFe粉、Mn粉的混合合金粉4％，有机树脂1％，将上述填料充分混合均匀后，填入由低碳钢带卷制的焊管中，焊管直径6mm，管壁厚度0.3mm。
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