一种低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝制造技术

本发明专利技术公开一种低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝，以低碳钢带为外皮，药芯成分按质量百分比为：65～85％的锰粉，4～8％的铬粉，3～6％的氟化锂，1.5～4％的硅铁，1～4％的钛白粉，0.5～4％的石墨，1～2％的氟硅酸钾，0.1～2％的海藻酸钠，0.1～1％的白泥，0.1～1％的金云母，余量为铁粉。本发明专利技术提供的焊丝，可以获得均匀的奥氏体高锰钢显微组织，具有优良的耐冲击磨损性能，可用于高锰钢部件的连接或修复再制造。

【技术实现步骤摘要】
一种低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝
本专利技术属于材料加工工程中的焊接领域，具体地涉及一种低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝。
技术介绍
奥氏体高锰钢在受到冲击载荷后会发生表面加工硬化，呈现表硬里韧的特性，具备良好的耐冲击磨损性能，被广泛应用于冶金工具、挖掘机铲齿、坦克履带等耐磨部件上。为了进一步降低成本、延长这些易损件的服役寿命，常常采用堆焊的方法在磨损表面堆敷一层耐磨材料。目前企业普遍采用较为成熟的高锰钢焊条来实施堆焊修复工作。为了进一步提高修复效率，本专利技术开发了一种低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝。
技术实现思路
专利技术目的：为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝及其制备方法。
技术实现思路
：为实现上述技术目的，本专利技术提出一种低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝，包括低碳钢带和药芯，药芯填充于钢带中，所述药芯包含如下质量百分比的组分：65～85％的锰粉，4～8％的铬粉，3～6％的氟化锂，1.5～4％的硅铁，1～4％的钛白粉，0.5～4％的石墨，1～2％的氟硅酸钾，0.1～2％的海藻酸钠，0.1～1％的白泥，0.1～1％的金云母，余量为铁粉，药芯粉末占焊丝总重的26-32％。优选地，所述，所述的硅铁含硅量为72～80wt％，其余为铁。优选地，所述药芯中的锰粉、铬粉、氟化锂、硅铁、钛白粉、石墨、氟硅酸钾、海藻酸钠、白泥、金云母和铁粉组分的粒径均为100～150目。优选地，所述低碳钢带厚度×宽度为0.6×14mm或0.5×12mm。优选地，所述焊丝的直径为2mm和2.4mm中的任意一种。本专利技术的低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝熔敷金属为均匀的奥氏体微观组织。本专利技术进一步提出了上述低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)利用成型轧辊将低碳钢钢带轧成U形，然后通过送粉装置将药芯粉末按焊丝总重的26-32％加入到U形槽中；(2)将U形槽合口，使药芯包裹其中，通过拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到2.0或2.4mm，得到最终产品。在上述药芯中各组分主要作用如下：氟化锂：一方面降低熔敷金属中的H含量，另外一方面Li有稳定电弧作用。并与钛白粉、氟硅酸钾、海藻酸钠、白泥、金云母形成复合薄层熔渣，并调整熔渣物化性能改善脱渣性。氟化锂的合适含量范围为3～6％，在本焊丝中，当氟化锂的含量小于3％时，会产生氢气孔；当氟化锂的含量大于6％时，脱渣性不良。锰粉：过渡合金元素Mn形成奥氏体高锰钢，同时起到部分脱氧、造蒸气作用。铬粉：向熔敷金属中过渡合金元素Cr，强化奥氏体高锰钢金属。硅铁：脱氧并过渡合金元素Si。钛白粉：改善熔池流动性，优化熔渣物化性能，并与氟化锂、氟硅酸钾、海藻酸钠、白泥、金云母形成复合薄层熔渣。石墨：脱氧形成CO，并降低焊接气氛中的氧分压和氮分压，并向熔敷金属中过渡C元素。氟硅酸钾：降低熔敷金属中的H含量，此外，K可以改善电弧稳定性，并与氟化锂、钛白粉、海藻酸钠、白泥、金云母形成复合薄层熔渣。海藻酸钠：造气，有先期脱氧作用，此外，Na可以改善电弧稳定性，并与氟化锂、钛白粉、氟硅酸钾、白泥、金云母形成复合薄层熔渣。白泥：调整熔渣成分、熔点及物化性能，并与氟化锂、钛白粉、氟硅酸钾、海藻酸钠、金云母形成复合薄层熔渣，增强熔渣覆盖性。金云母：与氟化锂、钛白粉、氟硅酸钾、海藻酸钠形成复合薄层熔渣，调整熔渣熔点，增加熔渣密度，改善脱渣性。铁粉：过渡Fe到熔敷金属中。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)通过该焊丝实施焊接，能够获得均匀的奥氏体组织，获得奥氏体高锰钢熔敷金属，具有优异的耐冲击磨损性能；(2)具有良好的工艺性能，无气孔，无裂纹，焊道熔渣覆盖性好，脱渣性佳；(3)本焊丝无需外加保护气体，设备简单，便于现场在线修复；(4)焊丝中未添加Ni等贵重元素，制造成本低廉，大大降低成本。附图说明图1为本专利技术实施例焊丝焊接熔敷金属的奥氏体微观组织示意图。具体实施方式根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。然而，实施例所描述的具体的药芯组分配比、工艺条件及其结果仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。其中，下列各实施例中所使用的硅铁含硅量为72～80wt％，其余为铁。实施例1一种低成本高锰钢自保护药芯焊丝，包括低碳钢带和药芯，药芯填充于钢带中，药芯成分按以下质量进行配制：包括低碳钢带和药芯，药芯填充于钢带中，药芯成分按以下质量进行配制：包括低碳钢带和药芯，药芯填充于钢带中，药芯成分按以下质量进行配制：65g的锰粉，8g的铬粉，6g的氟化锂，3g的硅铁，4g的钛白粉，4g的石墨，2g的氟硅酸钾，2g的海藻酸钠，0.5g的白泥，0.1g的金云母，5.4g的铁粉。所有粉末过100目筛。将所取各种粉末置入混粉机内，混合30分钟，然后把混合粉末加入U形的14×0.6mm的H08A碳钢钢带槽中，填充率为26％。再将U形槽合口，使药粉包裹其中。接着使其分别通过直径为4.2mm、3.8mm、3.5mm、3.2mm、2.8mm、2.55mm、2.4mm、2.2mm、2mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后获得直径为2mm的产品。焊接电流为260～320A，焊接电压为28～32V，焊接速度为0.35m/min，层间温度控制在150～250℃，堆焊3层。气孔发生率、熔渣覆盖率、脱渣率、金相组织及堆焊层耐磨性见表1。实施例2一种低成本高锰钢自保护药芯焊丝，包括低碳钢带和药芯，药芯填充于钢带中，药芯成分按以下质量进行配制：包括低碳钢带和药芯，药芯填充于钢带中，药芯成分按以下质量进行配制：包括低碳钢带和药芯，药芯填充于钢带中，药芯成分按以下质量进行配制：70g的锰粉，6g的铬粉，5g的氟化锂，4g的硅铁，3g的钛白粉，2g的石墨，0.5g的氟硅酸钾，1g的海藻酸钠，0.5g的白泥，1g的金云母，7g的铁粉。所有粉末过100目筛。将所取各种粉末置入混粉机内，混合30分钟，然后把混合粉末加入U形的14×0.6mm的H08A碳钢钢带槽中，填充率为27％。再将U形槽合口，使药粉包裹其中。接着使其分别通过直径为4.2mm、3.8mm、3.5mm、3.2mm、2.8mm、2.55mm、2.4mm、2.2mm、2mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后获得直径为2mm的产品。焊接电流为260～320A，焊接电压为28～32V，焊接速度为0.35m/min，层间温度控制在150～250℃，堆焊3层。气孔发生率、熔渣覆盖率、脱渣率、金相组织及堆焊层耐磨性见表1。实施例3一种低成本高锰钢自保护药芯焊丝，包括低碳钢带和药芯，药芯填充于钢带中，药芯成分按以下质量进行配制：包括低碳钢带和药芯，药芯填充于钢带中，药芯成分按以下质量进行配制：包括低碳钢带和药芯，药芯填充于钢带中，药芯成分按以下质量进行配制：80g的锰粉，6g的铬粉，3g的氟化锂，2g的硅铁，2g的钛白粉，0.5g的石墨，1.5g的氟硅酸钾，0.1g的海藻酸钠，1g的白泥，0.6g的金云母，3.3g的铁粉。所有粉末过100目筛。将所取各种粉末置入混粉机内，混合30分钟，然后把混合粉末加入U形的14×0.6mm的H08A碳钢钢带槽中，填充率为30％。再将U形槽合口，使药粉包裹其中。接着使其分别通过直径为4.2mm、3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝，包括低碳钢带和药芯，药芯填充于钢带中，其特征在于，所述药芯包含如下质量百分比的组分：65～85％的锰粉、4～8％的铬粉、3～6％的氟化锂、1.5～4％的硅铁，1～4％的钛白粉、0.5～4％的石墨、1～2％的氟硅酸钾、0.1～2％的海藻酸钠，0.1～1％的白泥和0.1～1％的金云母，余量为铁粉，药芯粉末占焊丝总重的26‑32％。

【技术特征摘要】
1.一种低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝，包括低碳钢带和药芯，药芯填充于钢带中，其特征在于，所述药芯包含如下质量百分比的组分：65～85％的锰粉、4～8％的铬粉、3～6％的氟化锂、1.5～4％的硅铁，1～4％的钛白粉、0.5～4％的石墨、1～2％的氟硅酸钾、0.1～2％的海藻酸钠，0.1～1％的白泥和0.1～1％的金云母，余量为铁粉，药芯粉末占焊丝总重的26-32％。2.根据权利要求1所述的低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝，其特征在于，所述的硅铁含硅量为72～80wt％，其余为铁。3.根据权利要求1所述的低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝，其特征在于，所述药芯中的锰粉、铬粉、氟化锂、硅铁、钛白粉、石墨、氟硅酸钾、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘大双，王加友，张宇，魏萍，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32