高非晶纳米晶自保护管状焊丝制造技术

本发明专利技术涉及一种自保护焊接材料，特别涉及一种能形成高非晶纳米晶含量的堆焊用管状焊丝，属于防磨损抗腐蚀材料技术领域。管状焊丝粉芯成分质量百分比范围如下：Al 19-22%，Zr 17-20%，Ti 15-18%，V 9-12%，Cu 6-9%，Ni 5-8%，B 4-7%，Mn 2-3%，P 1-2%，N1-1.5%，其余为碳化铪4-9%，石墨2-5%和稀土纳米添加剂余量。本发明专利技术的自保护粉芯管状焊丝，可在不加入任何焊剂和保护气体条件下便可直接堆焊，形成的堆焊层有较高的非晶纳米晶含量，并良好地解决了非晶与基体的过渡问题，提高了结合强度，该熔覆层具有良好的防磨抗蚀功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种焊接材料，特别涉及一种高非晶纳米晶自保护管状焊丝，属于防磨耐蚀材料

技术介绍
随着工作环境恶劣程度的加剧如海水冲刷，大气腐蚀和酸碱腐蚀，人们对材料的性能要求也越来越高，例如高强度，高硬度，抗氧化，抗磨耐腐蚀性等。解决该问题的方法主要有两种，一种是在相应的使用环境下合理选材、使用价格昂贵的高性能材料，另一种是采用合理的表面工程技术，制备高性能的表面涂层或对材料表面进行改性处理，以达到耐磨、抗腐蚀的应用要求。材料的力学性能在很大程度上取决于结构中缺陷的性质、浓度及其分布。非晶合金的结构特征是长程无序和短程有序，其结构中不存在晶界和位错等缺陷，不会因为位错运动而产生滑移现象，又因为非晶合金中原子间的键合作用比一般晶态合金强，所以这类物质表现出较高的强度、硬度和耐磨性。另一方面，非晶态合金由于组织均匀，且本身活性很高，因此能够在表面快速形成均匀致密的钝化膜，可以阻止合金内部进一步腐蚀。堆焊技术在表面工程领域中是十分重要的技术。随着具有良好耐磨耐蚀性能的非晶合金的不断发展，非晶熔覆层的制备已经成为堆焊技术研究的重要领域。目前，用于制备非晶涂层的热喷涂技术已有较多研究，但除了本单位CN201110218266.X专利《一种非晶结构化堆焊药芯焊丝》有对堆焊可形成非晶组织有报导外，目前国内外还没有其它文献涉足。然而，专利CN201110218266.X《一种非晶结构化堆焊药芯焊丝》中的堆焊材料形成r>非晶的量少，且没有较好地解决非晶组织与基体的过渡问题，会留下焊接缺陷。
技术实现思路
针对上述情况，本专利技术的目的是增加非晶含量，解决了非晶与基体的过渡问题，并提高其结合强度。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种高非晶纳米晶自保护管状焊丝，由铁素体型不锈钢钢带和设置于钢带内的管状焊丝粉芯通过轧制、逐道拉拔而成，所述管状焊丝粉芯成分质量百分比范围如下：Al19-22%，Zr17-20%，Ti15-18%，V9-12%，Cu6-9%，Ni5-8%，B4-7%，Mn2-3%，P1-2%，N1-1.5%，其余为碳化铪4-9%，石墨2-5%和稀土纳米添加剂余量。所述管状焊丝粉芯的合金粉末粒度为60～320目。所述管状焊丝粉芯的合金粉末在管状焊丝中填充率为45%～47%。本专利技术的制备方法采用现有技术，包括以下步骤：以厚度为0.28mm的铁素体型不锈钢钢带包裹药粉，经成型机轧制、拉丝机组拉拔等工序制作成直径φ3.2mm或φ2.8mm自保护管状焊丝。本专利技术与现有技术相比有如下技术特点：本专利技术的高非晶纳米晶自保护管状焊丝，可在不加入任何焊剂和保护气体条件下便可直接堆焊，形成的堆焊层有较高的非晶纳米晶含量，纳米添加剂可以配合主要成分解决非晶熔覆层与基体的过渡问题，从而消除焊接缺陷，提高其结合强度。具体实施方式例1.取Al20%，Zr18%，Ti16%，V9%，Cu8%，Ni6%，B6.5%，Mn3%，P1.5%，N1.5%制作成的雾化粉末，及碳化铪6%，石墨3%和稀土纳米添加剂粉末余量，用V型混粉机搅拌均匀后以厚度为0.28mm的430不锈钢带包裹药粉，经成型机轧制、拉丝机组拉拔等工序制作成直径φ3.2mm自保护粉芯堆焊丝。在16Mn钢板上堆焊耐磨熔覆层3-4mm，焊接电流260-280A，焊接电压34-36V。焊后耐磨熔覆层硬度HRC71，非晶含量49%，剩余大部分为纳米晶，SEM扫描电镜显示非晶熔覆层与基体的过渡平缓，属于冶金结合，界面与基体具有相等强度。例2.取Al21%，Zr19%，Ti16%，V11%，Cu6%，Ni7%，B6%，Mn2%，P1.5%，N1%制作成的雾化粉末，及碳化铪5.5%，石墨2.5%和稀土纳米添加剂粉末余量，用V型混粉机搅拌均匀后以厚度为0.28mm的430不锈钢带包裹药粉，经成型机轧制、拉丝机组拉拔等工序制作成直径φ3.2mm自保护粉芯堆焊丝。在16Mn钢板上堆焊耐磨熔覆层3-4mm，焊接电流260-280A，焊接电压34-36V。焊后耐磨熔覆层硬度HRC72，非晶含量51%，剩余大部分为纳米晶，SEM扫描电镜显示非晶熔覆层与基体的过渡平缓，属于冶金结合，界面与基体具有相等强度。例3.取Al19%，Zr19%，Ti16%，V9%，Cu8%，Ni7%，B4%，Mn2%，P1%，N1%制作成的雾化粉末，及碳化铪8%，石墨4%和稀土纳米添加剂粉末余量，用V型混粉机搅拌均匀后以厚度为0.28mm的430不锈钢带包裹药粉，经成型机轧制、拉丝机组拉拔等工序制作成直径φ3.2mm自保护粉芯堆焊丝。在16Mn钢板上堆焊耐磨熔覆层3-4mm，焊接电流250-270A，焊接电压34-36V。焊后耐磨熔覆层硬度HRC69，非晶含量46%，剩余大部分为纳米晶，SEM扫描电镜显示非晶熔覆层与基体的过渡平缓，属于冶金结合，界面与基体具有相等强度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高非晶纳米晶自保护管状焊丝，由铁素体型不锈钢钢带和设置于钢带内的管状焊丝粉芯通过轧制、逐道拉拔而成，其特征在于，管状焊丝粉芯成分质量百分比范围如下：Al 19‑22%，Zr 17‑20%，Ti 15‑18%，V 9‑12%，Cu 6‑9%，Ni 5‑8%，B 4‑7%，Mn 2‑3%，P 1‑2%，N 1‑1.5%，其余为碳化铪4‑9%，石墨2‑5%和稀土纳米添加剂余量。

【技术特征摘要】
1.一种高非晶纳米晶自保护管状焊丝，由铁素体型不锈钢钢带和设置于钢带内的管状
焊丝粉芯通过轧制、逐道拉拔而成，其特征在于，管状焊丝粉芯成分质量百分比范围如下：
Al19-22%，Zr17-20%，Ti15-18%，V9-12%，Cu6-9%，Ni5-8%，B4-7%，Mn2-3%，P1-2%，N
1-1.5%，...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：江西恒大高新技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36