一种沉淀硬化不锈钢用自保护型药芯焊丝及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种沉淀硬化不锈钢用自保护型药芯焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：硅铁粉1％‑4％，锰粉3％‑7％，铬粉20％‑25％，铜粉7％‑10％，铌铁粉2％‑5％，金红石粉8％‑15％，锆英砂粉6％‑12％，氟化钡粉18％‑26％，碳酸锂粉2％‑6％，氧化铁粉3％‑8％，氧化铝粉2％‑5％，氧化镁粉2％‑5％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％。其制备方法：将各原料组分添加到U型槽中，碾压闭合，拉拔拉直，盘成圆盘，密封包装即可。本发明专利技术药芯焊丝焊缝成型美观，能够得到马氏体不锈钢焊缝组织，焊接接头具有优良的力学性能。本发明专利技术的制备方法简单，适用于工业生产。

Self protective flux cored wire for precipitated hardened stainless steel and its preparation method

The invention discloses a precipitation hardening stainless steel with self shielded cored wire, including cored and welding skin, which cored by weight percentage is composed of the following components: 1% 4% ferrosilicon powder, manganese powder 3% 7%, 20% 25% chromium powder, copper powder 7% 10%, 2% 5% niobium powder 8% 15% powder, rutile, zircon powder 6% 12%, 18% 26% barium fluoride powder, lithium carbonate powder 2% 6% 3% 8%, iron oxide, aluminum oxide powder 2% 5%, 2% 5% magnesia powder, iron powder for the rest of the components, the quality of% and 100%. The preparation method: adding each ingredient to the U groove, rolling and closing, drawing and straightening, disc forming, sealing packing. The welding seam of the flux cored wire is beautiful, the martensitic stainless steel welds can be obtained, and the welded joint has excellent mechanical properties. The preparation method of the invention is simple and suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种沉淀硬化不锈钢用自保护型药芯焊丝及其制备方法
本专利技术属于金属材料焊接
，具体涉及一种沉淀硬化不锈钢用自保护型药芯焊丝，本专利技术还涉及该焊丝的制备方法。
技术介绍
沉淀硬化型不绣钢具备了不锈钢特有的耐蚀性，还可通过时效处理实现沉淀硬化获得超高强度。这类不锈钢在淬火后具有不稳定的奥氏体组织。它能在塑性变形过程中或者冷处理后产生马氏体.然后通过时效产生沉淀硬化，使已相变的马氏体进一步强化。其化学成分中，ω(Cr)在13％以上，保证了钢的耐蚀性。含Ni能够使钢在固溶处理后具有亚稳的奥氏体组织。配合加入Cr、Ni、Mn、Mo、Al等合金元素，使M点控制在室温～-78℃。Mo、Al、Ti、Nb、Cu等析出金属间化合物和某些少量碳化物产生沉淀硬化。另外该类钢含碳量低，ω(C)在0.04％-0.13％，故耐蚀性能很好。根据基体的金属组织情况，即根据铬当量和镍当量之间的平衡情况，沉淀硬化型不锈钢可分为马氏体系沉淀硬化型不锈钢、半奥氏体系沉淀硬化不锈钢、奥氏体-铁索体系沉淀硬化型不锈钢、奥氏体系沉淀硬化型不锈钢和铁素体系沉淀硬化不锈钢。0Cr14Ni5MoCuNb不锈钢是FV520B不锈钢的改良版不锈钢，0Cr14Ni5MoCuNb不锈钢的化学成分为Si0.3％-0.6％，Mn0.5％-0.9％，Ni6.0％-7.0％，Cr13.0％-15.0％，Mo0.60％-0.90％，Cu1.3％-1.5％，Nb0.3％-0.4％等，0Cr14Ni5MoCuNb不锈钢是在FV520B型马氏体不锈钢基础上研制的一种新型沉淀硬化马氏体不锈钢,具有更高的强度,良好的焊接性能、耐热性能、耐腐蚀性能，是天然气离心压缩机叶轮的常用材料。0Cr14Ni5MoCuNb不锈钢是当前新开发的钢种，它是一种强度超过1000MPa的钢，当前与0Cr14Ni5MoCuNb不锈钢匹配的药芯焊丝的研制比较少，本专利就是用于研发这种与之匹配的药芯焊丝以补充市场市场需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种沉淀硬化不锈钢用自保护型药芯焊丝，其具有良好的焊接工艺性能，焊接飞溅少，焊缝成型美观。本专利技术的另一个目的是提供一种沉淀硬化不锈钢用自保护型药芯焊丝的制备方法。本专利技术所采用的技术方案是，一种沉淀硬化不锈钢用自保护型药芯焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：硅铁粉1％-4％，锰粉3％-7％，铬粉20％-25％，铜粉7％-10％，铌铁粉2％-5％，金红石粉8％-15％，锆英砂粉6％-12％，氟化钡粉18％-26％，碳酸锂粉2％-6％，氧化铁粉3％-8％，氧化铝粉2％-5％，氧化镁粉2％-5％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％。本专利技术的特点还在于：焊皮为316不锈钢钢带。药芯焊丝中药芯粉末的填充率为15wt％-20wt％。本专利技术所采用的另一个技术方案是，一种沉淀硬化不锈钢用自保护型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下：步骤1：按质量百分比分别称取硅铁粉1％-4％，锰粉3％-7％，铬粉20％-25％，铜粉7％-10％，铌铁粉2％-5％，金红石粉8％-15％，锆英砂粉6％-12％，氟化钡粉18％-26％，碳酸锂粉2％-6％，氧化铁粉3％-8％，氧化铝粉2％-5％，氧化镁粉2％-5％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％。步骤2：将步骤1称取的氟化钡粉、碳酸锂粉、氧化铁粉、氧化铝粉和氧化镁粉混合得到混合药粉A，向混合药粉A中加入水玻璃粘结剂并混合均匀，然后放置于加热炉中烧结，碾碎、过筛，得到混合药粉B；步骤3：将步骤1称取的钼粉、镍粉、钴粉、电解铝粉、铁粉、金红石粉和钛铁矿粉与步骤2得到的混合药粉B混合均匀，置于烘干炉中烘干，得到药芯粉末；步骤4：通过药芯焊丝制丝机把步骤3得到的药芯粉末包裹在316不锈钢钢带内，并采用成型机将316不锈钢钢带闭合，得到焊丝半成品，用丙酮擦拭干净再进行拉拔，拉拔至直径为1.2mm-1.6mm；步骤5：焊丝半成品经步骤4拉拔完毕后，清除焊丝表面上的油污，得到一种沉淀硬化不锈钢用自保护型药芯焊丝。本专利技术的特点还在于：步骤2中：烧结温度为650℃-750℃，烧结时间为4h-6h，过筛粒度60-140目。步骤3中：烘干温度为200℃-300℃，烘干时间为2h-3h。步骤4中：316不锈钢钢带宽度为7mm，厚度0.3mm。步骤4中：焊丝中药芯粉末的填充率为15wt％-20wt％。步骤2中：水玻璃粘结剂的用量占药粉A总质量的15％-21％。本专利技术的有益效果是，(1)本专利技术药芯焊丝和不锈钢焊条、实心焊丝相比，具有焊接飞溅少、焊缝成型美观、良好焊接工艺性能的优点；可用于连续送丝自动焊机，具有节约保护气体和较高的生产效率；(2)本专利技术药芯焊丝利用矿物渣系产生熔渣，使焊接时形成的熔池得到保护，起到了自保护的作用；(3)本专利技术药芯焊丝的制备方法简单，操作方便，可用于批量化生产。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种沉淀硬化不锈钢用自保护型药芯焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：硅铁粉1％-4％，锰粉3％-7％，铬粉20％-25％，铜粉7％-10％，铌铁粉2％-5％，金红石粉8％-15％，锆英砂粉6％-12％，氟化钡粉18％-26％，碳酸锂粉2％-6％，氧化铁粉3％-8％，氧化铝粉2％-5％，氧化镁粉2％-5％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％。焊皮为316不锈钢钢带。药芯焊丝中药芯粉末的填充率为15wt％-20wt％。一种沉淀硬化不锈钢用自保护型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下：步骤1：按质量百分比分别称取硅铁粉1％-4％，锰粉3％-7％，铬粉20％-25％，铜粉7％-10％，铌铁粉2％-5％，金红石粉8％-15％，锆英砂粉6％-12％，氟化钡粉18％-26％，碳酸锂粉2％-6％，氧化铁粉3％-8％，氧化铝粉2％-5％，氧化镁粉2％-5％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％。步骤2：将步骤1称取的氟化钡粉、碳酸锂粉、氧化铁粉、氧化铝粉和氧化镁粉混合得到混合药粉A，向混合药粉A中加入水玻璃粘结剂并混合均匀，然后放置于加热炉中烧结，碾碎、过筛，得到混合药粉B；步骤2中：烧结温度为650℃-750℃，烧结时间为4h-6h，过筛粒度60-140目；水玻璃粘结剂的用量占药粉A总质量的15％-21％；步骤3：将步骤1称取的钼粉、镍粉、钴粉、电解铝粉、铁粉、金红石粉和钛铁矿粉与步骤2得到的混合药粉B混合均匀，置于烘干炉中烘干，得到药芯粉末；步骤3中：烘干温度为200℃-300℃，烘干时间为2h-3h；步骤4：通过药芯焊丝制丝机把步骤3得到的药芯粉末包裹在316不锈钢钢带内，并采用成型机将316不锈钢钢带闭合，得到焊丝半成品，用丙酮擦拭干净再进行拉拔，拉拔至直径为1.2mm-1.6mm；步骤4中：316不锈钢钢带宽度为7mm，厚度0.3mm；步骤4中：焊丝中药芯粉末的填充率为15wt％-20wt％；步骤5：焊丝半成品经步骤4拉拔完毕后，清除焊丝表面上的油污，得到一种沉淀硬化不锈钢用自保护型药芯焊丝。该焊丝中各组分的作用和功能如下：硅，Si也来自生铁与脱氧剂。Si脱氧能力比Mn强，是主要的脱氧剂，能消除FeO夹杂对钢的不良影响。Si能与FeO作用而形成SiO2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沉淀硬化不锈钢用自保护型药芯焊丝，其特征在于，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：硅铁粉1％‑4％，锰粉3％‑7％，铬粉20％‑25％，铜粉7％‑10％，铌铁粉2％‑5％，金红石粉8％‑15％，锆英砂粉6％‑12％，氟化钡粉18％‑26％，碳酸锂粉2％‑6％，氧化铁粉3％‑8％，氧化铝粉2％‑5％，氧化镁粉2％‑5％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％。

【技术特征摘要】
1.一种沉淀硬化不锈钢用自保护型药芯焊丝，其特征在于，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：硅铁粉1％-4％，锰粉3％-7％，铬粉20％-25％，铜粉7％-10％，铌铁粉2％-5％，金红石粉8％-15％，锆英砂粉6％-12％，氟化钡粉18％-26％，碳酸锂粉2％-6％，氧化铁粉3％-8％，氧化铝粉2％-5％，氧化镁粉2％-5％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％。2.根据权利要求1所述的一种沉淀硬化不锈钢用自保护型药芯焊丝，其特征在于，所述焊皮为316不锈钢钢带。3.根据权利要求1所述的一种沉淀硬化不锈钢用自保护型药芯焊丝，其特征在于，药芯焊丝中药芯粉末的填充率为15wt％-20wt％。4.一种沉淀硬化不锈钢用自保护型药芯焊丝的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1：按质量百分比分别称取硅铁粉1％-4％，锰粉3％-7％，铬粉20％-25％，铜粉7％-10％，铌铁粉2％-5％，金红石粉8％-15％，锆英砂粉6％-12％，氟化钡粉18％-26％，碳酸锂粉2％-6％，氧化铁粉3％-8％，氧化铝粉2％-5％，氧化镁粉2％-5％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％；步骤2：将步骤1称取的氟化钡粉、碳酸锂粉、氧化铁粉、氧化铝粉和氧化镁粉混合得到混合药粉A，向混合药粉A中加入水玻璃粘结剂并混合均匀，然后放置于加热炉中烧结，碾碎、过筛，得到混...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，程康康，王裕，李乐，慕二龙，史杰，周玉兰，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61