CN1714987A - 一种高铬不锈耐磨药芯焊丝 - Google Patents

Abstract

一种高铬不锈耐磨药芯焊丝，以低碳钢带为外层包皮，其内的粉芯组成重量比为：高碳铬铁36～42，微碳铬铁26～32，金属铬粉15～17，钼铁2～4，钒铁3～5，碳化钨4～6，硼铁5～8，镍粉2～4，铌粉2～5，稀土硅2～3，填充量0.49～0.52，采用于焊丝粉芯的组成中增加铬含量和添加多元金属的技术方案，解决了长期困扰并影响设备堆焊质量和使用寿命的综合性问题，使之达到既具有高铬铸铁药芯焊丝的耐磨性，又保留了高铬铁素体不锈钢材料的耐腐蚀性能和比高铬铸铁好得多的抗裂性，熔敷金属硬度平均值HRC54。适用于耐磨、耐腐蚀、抗裂性要求高的零部件和设备的堆焊制造与修复，特别适用于如橡胶机械中的密炼机转子的堆焊制造。

Description

一种高铬不锈耐磨药芯焊丝

技术领域

本发明涉及一种金属焊接材料，特别涉及一种高铬不锈耐磨药芯焊丝。

背景技术

目前市场上已有一种高铬铸铁耐磨药芯焊丝和一种含铬量为28％的铁素体不锈钢焊条。众所周知，高铬铸铁是一种很耐磨的材料，但抗裂性也是极差的，铁素体不锈钢焊条是一种优良的抗高温氧化的材料，因它是连接焊条，故抗裂性很好，是高铬铸铁药芯焊丝无法相比的，但它不具有耐磨材料的硬度，不能作为堆焊耐磨材料，如果能集中它们各自的优势，克服它们各自的不足，在它们之间研究一种既耐磨、耐腐蚀、又抗裂性良好的而且实用价值较高的新品种药芯焊丝，不失为一项很有发展前景的开拓性工作。基于这种构思，研制一种既具有高铬铸铁的耐磨特点又能保留铁素体不锈钢的耐腐蚀性能和良好抗裂性能的药芯焊丝，这确会刷新该领域现有药芯焊丝的综合性能，创新出一种新品种焊丝。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的是提供一种实用价值较高的高铬不锈耐磨药芯焊丝，该药芯焊丝是介于高铬铸铁耐磨药芯焊丝与铁素体不锈钢焊接材料之间的既耐磨又耐腐蚀而且抗裂性优良的药芯焊丝。

本发明的一种高铬不锈耐磨药芯焊丝，以低碳钢带为外层包皮，且于包皮内配以多元金属粉末构成粉芯，该粉芯的组成(重量比)为：

高碳铬铁    36～42                    微碳铬铁    26～32

金属铬粉    15～17                        钼铁        2～4

钒铁        3～5                          碳化钨      4～6

硼铁        5～8                          镍粉        2～4

铌粉        2～5                          稀土硅      2～3

填充量      0.49～0.52

本发明采用于焊丝粉芯的组成中配以多元金属粉末并增加铬含量的技术方案，解决了长期困扰并影响设备堆焊质量和使用寿命的综合性问题。使本发明达到既具有高铬铸铁药芯焊丝的耐磨性，又保留了高铬铁素体不锈钢材料的耐腐蚀性能和比高铬铸铁好得多的抗裂性能，熔敷金属硬度平均值HRC54。

本发明与现有技术方案相比有如下明显的区别：

一、与一般高铬铸铁药芯焊丝比较。

(1)成份不同。一般高铬铸铁药芯焊丝只含碳、硅、铬，而本发明的药芯焊丝还含有镍、钒、钨、硼、铌、钼等；高铬铸铁药芯焊丝配方中加入了较多的石墨，堆焊金属中碳含量一般在3％或更高，本发明则没有专门加入石墨，堆焊金属中含碳量较低，且没有特意加入硅。

(2)金相组织不同。一般高铬铸铁药芯焊丝的组织主要是铸铁组织，本发明的药芯焊丝有近50％的铁素体组织，其余为屈氏体和大量的碳化物及硼化物组织。

(3)抗裂性不同。一般高铬铸铁药芯焊丝的抗裂性很差，而本发明的药芯焊丝具有较好的抗裂性，如在相同焊接条件下进行对比试验，两块试板材料为A₃钢，尺寸为200×100×20mm，分别堆焊一条150mm长的焊道，高铬铸铁药芯焊丝横裂四条，本发明的药芯焊丝没有发生裂纹。在工厂试验中，本发明与厂方使用的高铬铸铁药芯焊丝的抗裂性差别更明显。

(4)耐腐蚀性能不同。由于本发明的焊丝中铬含量更高，同时加入镍等多种元素，其耐腐蚀性能比一般高铬铸铁药芯焊丝的要好。

二、与高铬铁素体不锈钢材料比较。

(1)成份不同。本发明的焊丝中加入了多种合金元素。

(2)金相组织不同。本发明的焊丝在施焊的熔敷金属中含有较多屈氏体和大量的碳化物和硼化物。

(3)性能不同。本发明的焊丝中有许多硬质相，故熔敷金属硬度高，耐磨性好。

本发明适用于耐磨、耐腐蚀、抗裂性要求高的零部件和设备的堆焊制造与修复，特别适用于如橡胶机械中的密炼机转子的堆焊制造。

具体实施方式

本发明的高铬不锈耐磨药芯焊丝，以低碳钢带为外层包皮，其内部粉芯由高碳铬铁，微碳铬铁、金属铬粉、钼铁、钒铁、碳化钨、硼铁、镍粉、铌粉、稀土硅组成，采用拉拔成型工艺制成外径为φ3.2～φ4mm药芯焊丝产品，使用埋弧焊机施焊。

实施例1：焊丝外层包皮为H08A钢带，钢带宽度为16mm、厚0.35mm。焊丝粉芯配方重量比为：高碳铬铁38，微碳铬铁32，金属铬粉17，钼铁4，钒铁3，碳化钨6，硼铁8，镍粉2，铌粉4，稀土硅2，焊丝填充量为0.51，外径为φ3.8mm；采用埋弧焊机堆焊，堆焊电流为380A，焊剂为260，试板为普通低碳钢，尺寸为200×100×20mm，堆焊单道焊道150mm长，熔敷金属硬度平均值HRC54，堆焊层无肉眼可见裂纹，试板放于900℃高温炉保持4小时然后随炉冷却到室温，堆焊金属没有出现普通基体材料产生很厚氧化皮的现象，将本实施例堆焊金属置放于67度硝酸中48小时不见有腐蚀现象。

实施例2：焊丝外层包皮为H08A钢带，钢带宽度为16mm、厚0.35mm。焊丝粉芯配方重量比为：高碳铬铁36，微碳铬铁30，金属铬粉16，钼铁2，钒铁4，碳化钨5，硼铁7，镍粉2，铌粉5，稀土硅3，焊丝填充量为0.52，焊丝外径拉成φ3.2mm；采用埋弧焊机堆焊，堆焊电流为380A，焊剂为260，试板要求同实施例1，堆焊单道焊道150mm长，熔敷金属硬度平均值HRC53，堆焊层无肉眼可见裂纹，试板放于800℃高温炉保持4小时，试板进炉时，一并放入炉中硫磺5g，因炉膛不大，以造成硫磺腐蚀气氛，当达到温度和时间后，随炉冷却至室温，拿出观察时，普通材料的母材产生很厚的氧化皮，与实施例1比较，氧化皮较为疏松，堆焊金属上未发生氧化硫化腐蚀。为考察本发明的焊丝在密炼机转子的实际堆焊情况，在工厂现场试焊时，硬度和抗裂性以及其它性能均得到厂方肯定，已表态购买本发明的焊丝。

为保证本发明焊丝性能，焊丝粉芯配方中各原材料的含量要求为：高碳铬铁的含铬量为65％，微碳铬铁含铬量为65％，金属铬粉含铬量不低于98％，钼铁含钼量为60％，钒铁含钒量为50％，碳化钨含钨量不低于90％，硼铁含硼量为最佳20％，镍粉含镍量不低于99％，铌粉含铌量不低于99％，稀土硅含稀土元素不低于30％。上述配比中各原材料粉末全部过60目筛。

Claims (3)

1、一种高铬不锈耐磨药芯焊丝，以低碳钢带为外层包皮，且于包皮内配以多元金属粉末构成粉芯，该粉芯的组成(重量比)为：

           高碳铬铁        36～42

           微碳铬铁        26～32

           金属铬粉        15～17

           钼铁            2～4

           钒铁            3～5

           碳化钨          4～6

           硼铁            5～8

           镍粉            2～4

           铌粉            2～5

           稀土硅          2～3

           填充量          0.49～0.52

2、根据权利要求1所述的一种高铬不锈耐磨药芯焊丝，其特征在于所述金属粉末的含量为：高碳铬铁含铬量为65％，微碳铬铁含铬量为65％，金属铬粉含铬量不低于98％，钼铁含钼量为60％，钒铁含钒量为50％，碳化钨含钨量不低于90％，硼铁含硼量为最佳20％，镍粉含镍量不低于99％，铌粉含铌量不低于99％，稀土硅含稀土元素不低于30％。

3、根据权利要求1或2所述的一种高铬不锈耐磨药芯焊丝，其特征在于所述金属粉末全部过60目筛。