一种可通过焊接形成石墨钢堆焊金属的焊条制造技术

本发明专利技术公开了一种可通过焊接形成石墨钢堆焊金属的焊条。它由低碳钢、镍或镍基合金制成的焊芯和压涂在焊芯外表面的焊条药皮构成；制作焊条药皮的材料为由铁基合金粉、碳化硅以及矿物质组成的混合物，其组分的质量百分比为：铁粉３０～９５％，碳化硅５～６０％，矿物质０～１０％，其中的铁粉可以全部或部分由铬铁粉、钛铁粉、金属镍粉等合金中的一种或几种所代替。为了增加焊条的某些性能，还可在其组分中添加其他合金粉或矿物质。本发明专利技术的优点是：可有效增加堆焊合金中的石墨数量，同时减少基体组织的含碳量并提高其合金化程度和基体的强韧性。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种焊条，尤其涉及一种可通过焊接形成石墨钢堆焊金属的焊条。
技术介绍
目前，市售的(或者工厂、企业通用的)铸铁焊条，其构成方式一般为在低碳钢、镍或镍基合金制成的焊芯外包裹由矿物质、石墨及铁合金粉组成的混合物制成的药皮。为了在堆焊金属中获得石墨，焊条药皮中必须加入足够数量的石墨化组分，如泥状石墨、鳞片石墨、硅铁合金等。上述焊条的缺点是(1)由于药皮成分中的泥状石墨、鳞片石墨、硅铁合金等石墨化成分受过渡系数的限制，在焊接过程中向堆焊金属中过渡困难，使焊接形成的堆焊金属中无法获得较多的石墨含量；(2)为了获得较多的石墨数量，在药皮中必须加入大量石墨，此时，不仅焊条药皮变得很厚，加上石墨熔点很高，大量的石墨在焊接过程中难以溶入熔池而残留在熔池表面，会严重影响焊条的焊接工艺性能。(3)由于这类焊条的石墨化能力与焊接工艺密切相关，因此堆焊金属的组织与性能容易受焊接工艺的影响而产生较大波动。(4)在堆焊金属中出现石墨的同时，会因为基体中的碳过饱和而引起基体金属的脆化。
技术实现思路
本专利技术的目的就是解决上述问题，提供一种可通过焊接形成石墨钢堆焊金属的焊条，使之在增加堆焊金属中石墨数量的同时，减少堆焊金属基体组织中的含碳量，并提高其合金化程度和基体的强韧性。本专利技术的可通过焊接形成石墨钢堆焊金属的焊条，由低碳钢、镍或镍基合金制成的焊芯和压涂在焊芯外表面的焊条药皮构成，所述的焊条药皮由铁基合金粉、碳化硅以及矿物质组成的混合物制成，其组分的质量百分比为铁粉30～95％，碳化硅5～60％，矿物质0～10％。所述混合物中的铁粉可以全部或部分由铬铁粉、钛铁粉、金属镍粉等各种合金粉中的一种或几种所代替；所述混合物中各种粉末的粒度为40～300目。所述混合物中可分别添加钨铁合金粉、钼铁合金粉或其它合金粉，也可分别添加金红石、钛白粉或其它矿物质。本专利技术的有益效果是解决了现有的焊条因石墨过渡困难使堆焊金属的石墨化能力受限的问题，可有效增加堆焊合金中的石墨数量，同时减少堆焊金属基体组织中的含碳量，并提高其合金化程度和基体的强韧性。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术的焊条及其焊条药皮的组成作进一步描述本专利技术的可通过焊接形成石墨钢堆焊金属的焊条，其焊芯采用与现有技术相同的低碳钢、镍或镍基合金制成，压涂在焊芯外表面的焊条药皮由铁基合金粉、碳化硅以及矿物质的混合物加工制成，其中的主要成分为铁基合金粉和碳化硅，各组分的质量百分比为铁粉30～95％，碳化硅5～60％，矿物质0～10％。为了增强焊条的某些特定性能并使焊接效果更好，可以用铬铁粉、钛铁粉、金属镍粉或其它合金中的一种或几种代替所述铁粉的部分或全部。比如为了提高堆焊金属的耐热性、耐蚀性及其强度，可用一定质量百分比的铬铁粉代替部分铁粉如果为了提高基体的韧性，可用一定质量百分比的钛铁粉代替部分铁粉；如果不仅要提高基体的硬度而且需提高基体的韧性，则可用一定质量百分比的金属镍粉代替部分铁粉。为了增强工艺性能，还可以在所述的混合物中添加其他矿物质。例如加入钛白粉改善焊条的涂压性能；加入金红石改善焊条的焊接工艺性能。为了改善堆焊金属性能，也可以在所述的混合物中添加其他合金粉。例如加入钨铁合金粉或钼铁合金粉提高堆焊金属的耐磨性和耐热性。以下是本专利技术中制造焊条药皮的混合物中各组分质量百分比的几个实施例实施例1铁粉40％，碳化硅60％；实施例2铁粉95％，碳化硅5％；实施例3铁粉55％，碳化硅5％，铬铁粉40％；实施例4铁粉60％，碳化硅20％，铬铁粉20％； 实施例5铁粉65％，碳化硅10％，钛铁粉20％，金属镍粉5％；实施例6铁粉30％，碳化硅40％，铬铁粉20％，金属镍粉5％，钛白粉5％。实施例7铬铁粉40％，钛铁粉20％，碳化硅25％，，金属镍粉5％，钛白粉10％。由于各种合金及矿物质的特性不同，故以不同组分的混合物制成的焊条药皮包裹在所述焊芯外所获得的焊条，在使用中可得到不同的焊接效果，并使焊接形成的堆焊金属具有不同的石墨含量和不同性能。本专利技术焊条的制造工艺是1.将低碳钢或镍及镍基合金制成直径为3.2mm、4.0mm或5.0mm的焊芯；2.将粒度为40～300目的铁基合金粉、碳化硅以及矿物质的干粉，分别按所述的质量百分比配制、混合，然后加入适量水玻璃继续混合均匀；3.用油压机将其压涂在焊芯表面，烘干。本专利技术的焊条优点在于，以碳化硅代替现有焊条药皮中的泥状石墨，鳞片石墨以及硅铁合金等石墨化成分，可在焊接过程中通过碳化硅的熔化分解，使堆焊金属获得足够数量的石墨；由于石墨的形成大部分是直接由碳化硅的分解而得到的，因而可保持堆焊金属基体中较低的含碳量和较高的韧性。这样形成的堆焊金属组织，不仅含有高韧性的合金基体，而且含有具备自润滑性能的石墨，从而保证了所需要的堆焊金属的性能。所以，本专利技术的焊条与现有技术相比，适用范围更加广泛。其主要用途包括1.作为铸铁焊条使用，用于对灰口铸铁或球墨铸铁材质的工件进行焊接和焊补；2.作为耐磨堆焊焊条使用，利用其堆焊金属的自润滑性能，用于难以以一般润滑剂润滑的工件或因承受高温摩擦发生磨损的零件表面的堆焊与修复；3.用于石墨钢的焊接成型。以上对本专利技术的描述是示意性的，不具有限制性。因此，如果本领域的其他技术人员受其启示，在不脱离本专利技术创造宗旨和权利要求的情况下，作出与本专利技术焊条或焊条药皮相关的其它实施例，均应属于本专利技术的保护范围。权利要求1.一种可通过焊接形成石墨钢堆焊金属的焊条，由低碳钢、镍或镍基合金制成的焊芯和压涂在焊芯外表面的焊条药皮构成，其特征是，所述焊条药皮的制作材料为由铁基合金粉、碳化硅以及矿物质组成的混合物，其组分的质量百分比为铁粉30～95％，碳化硅5～60％，矿物质0～10％。2.根据权利要求1所述的可通过焊接形成石墨钢堆焊金属的焊条，其特征是，所述混合物中的铁粉全部或部分由铬铁粉、钛铁粉、金属镍粉或其它合金粉中的一种或几种所代替。3.根据权利要求1所述的可通过焊接形成石墨钢堆焊金属的焊条，其特征是，所述混合物中各种粉末的粒度为40～300目。4.根据权利要求1所述的可通过焊接形成石墨钢堆焊金属的焊条，其特征是，所述混合物中分别添加钨铁合金粉、钼铁合金粉或其它合金粉。5.根据权利要求1所述的可通过焊接形成石墨钢堆焊金属的焊条，其特征是，所述混合物中分别添加金红石、钛白粉或其它矿物质。全文摘要本专利技术公开了一种可通过焊接形成石墨钢堆焊金属的焊条。它由低碳钢、镍或镍基合金制成的焊芯和压涂在焊芯外表面的焊条药皮构成；制作焊条药皮的材料为由铁基合金粉、碳化硅以及矿物质组成的混合物，其组分的质量百分比为铁粉30～95％，碳化硅5～60％，矿物质0～10％，其中的铁粉可以全部或部分由铬铁粉、钛铁粉、金属镍粉等合金中的一种或几种所代替。为了增加焊条的某些性能，还可在其组分中添加其他合金粉或矿物质。本专利技术的优点是可有效增加堆焊合金中的石墨数量，同时减少基体组织的含碳量并提高其合金化程度和基体的强韧性。文档编号B23K35/02GK1557602SQ20041001861公开日2004年12月29日 申请日期2004年1月14日 优先权日2004年1月14日专利技术者王惜宝 申请人:天津大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可通过焊接形成石墨钢堆焊金属的焊条，由低碳钢、镍或镍基合金制成的焊芯和压涂在焊芯外表面的焊条药皮构成，其特征是，所述焊条药皮的制作材料为由铁基合金粉、碳化硅以及矿物质组成的混合物，其组分的质量百分比为：铁粉３０～９５％，碳化硅５～６０％，矿物质０～１０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王惜宝，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]