一种耐磨药芯焊丝及其制备方法及堆焊工艺技术

本发明专利技术公开了一种耐磨药芯焊丝及其制备方法及堆焊工艺，属于焊接材料及工艺技术领域，包括容纳有药芯的钢带套筒；药芯包括如下重量份的组分：高碳铬铁0%

【技术实现步骤摘要】
mm。
[0012]第三方面，本专利技术还提供了一种堆焊工艺，包括：清理工件表面，打磨工件表面，去除工件表面锈蚀、氧化皮和油污；使用第一方面任一项所述的耐磨药芯焊丝，设置工艺参数，采用堆焊的方法在工件的工作面对应位置均匀熔敷三层马氏体不锈钢；对工件进行去应力退火，削去堆焊层余高，精车精磨，对堆焊层金属实施淬火加低温回火。
[0013]结合第三方面，进一步的，所述工艺参数为：焊接电流340
‑
450A，焊接电压28
‑
35V，焊接速度15
‑
18m/h，焊丝干伸长量15mm，焊剂的覆盖厚度30mm以上，多道焊接道间重叠率1/4
‑
1/3，每层堆焊层厚度2
‑
2.5 mm，电源极性采用直流反接。
[0014]结合第三方面，进一步的，对工件进行去应力退火：预热热处理炉，保温在400 ℃；将脱渣过的工件整机放入热处理炉中，保温3
‑
4小时；以50 ℃/h的速度升炉温至600 ℃，保温6小时；停止保温，工件随炉冷却至400 ℃；开炉，取出工件在静止空气中冷却至室温。
[0015]结合第三方面，进一步的，对堆焊层金属实施淬火加低温回火：先采用高频感应线圈集中加热工件至800
‑
900℃，随后立即喷射5%NaOH 溶液冷却，最后整机装入200℃的油浴炉中，保温6小时，随炉冷至室温后取出。
[0016]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术提供的一种耐磨药芯焊丝及其制备方法及堆焊工艺，耐磨药芯焊丝先将药芯各组分混合均匀后，再由填粉装置均匀的填入钢带中轧制成型，能够克服药芯焊丝混料不均匀、填充率不稳定、变形漏粉等问题；且本专利技术堆焊工艺能够有效节约工件制造过程中昂贵高合金钢的用量，还能够延长工件的使用寿命；本专利技术提供的堆焊工艺流程简单易懂，易于应用到高耐磨工件的制造和修复；本专利技术提供的耐磨药芯焊丝及其制备方法，通过药芯配方的设计，克服了耐磨药芯焊丝焊接工艺性能差、开裂倾向大等问题，使用此耐磨药芯焊丝堆焊而成的工件耐磨工作层厚度大，耐磨及耐热性能好，可用于高温耐磨的场合，平均硬度可在42
‑
47HRC的范围内；且本专利技术提供的一种耐磨药芯焊丝及其制备方法及堆焊工艺，耐磨药芯焊丝根据配方中药芯各组分密度选择合适的粒度，可以保证混粉过程中各组分不分层且混合均匀，保证堆焊层硬度均匀。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例提供的填粉过程的示意图；图2是本专利技术实施例提供的堆焊工艺的流程图；图3是本专利技术实施例提供的堆焊过程的示意图；图4是本专利技术实施例提供的耐磨药芯焊丝的截面示意图。
[0018]图中：1、钢带；2、带轮；3、合金粉末；4、轧辊；5、耐磨药芯焊丝；6、送丝机构；7、导电
嘴；8、熔敷合金；9、埋弧焊焊剂；10、直流电源；11、钢带套筒。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本专利技术作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0020]本专利技术所用药芯中各原料均为市售原料，其作用原理如下：高碳铬铁和铬粉：高碳铬铁和铬粉同时提供Cr，提高钢的点蚀电位，促进钢表面形成钝化膜，降低钢对点蚀的敏感性，提高钢的耐磨性能；同时增加钢的淬透性，与钢中的C形成M3C、M7C3、M
23
C6等多种碳化物，有沉淀强化作用，有利于提高钢的强度、硬度和耐磨性能。
[0021]锰粉和硅铁：Si与Mn元素一起实现硅锰联合脱氧、脱硫，减小产生热裂纹倾向，有利于提高钢的低温韧性；Si作为合金元素对堆焊层金属有固溶强化作用，能显著提高钢的耐磨性；Si与Cr和Mo等元素结合，还能提高耐腐蚀性和抗氧化性，可作为合金元素改善耐热性能。
[0022]镍粉：Ni能在奥氏体中无限固溶，有固溶强化作用，能有效细化晶粒，提高酸碱环境中的耐腐蚀能力；在高温下有防锈和耐热能力。
[0023]钼铁：Mo与C、Fe元素结合，可以形成细小析出相（Mo2C、Fe2Mo），提高钢的强度，同时提高钢的回火稳定性，改善焊接工艺性。
[0024]铌铁：Nb作为碳氮化合物形成元素，在钢中能优先与C、N结合生成稳定的碳氮化合物、碳化物、氮化物等，这些高温析出相能提高形核率、钉扎晶界，有效细化晶粒，通过沉淀强化提高钢的高温力学性能；Nb与C结合避免碳化铬析出导致的晶格贫铬，能有效提高耐磨性。
[0025]钒铁：V与C形成的VC性能稳定、呈细小弥散分布，有强烈的二次硬化作用；能与Fe形成连续固溶体，有效强化基体；与Nb同时添加形成的(Nb,V)(C,N)比各自单独形成的析出相尺寸更细小，且析出温度范围变宽，可有效阻碍奥氏体晶粒长大和再结晶过程，使得钢的强度、硬度、耐磨性进一步提高。
[0026]氮化铬：N部分代替C，固溶于基体，提高钢的强度、耐蚀性能和焊接工艺性能；N常与Nb、V等合金元素复合添加，促进含Nb、V析出相的生成，能进一步提高钢的强度和耐磨损性能。
[0027]实施例1如图4所示，本专利技术提供了一种耐磨药芯焊丝5，包括钢带套筒11和药芯3，药芯3容纳于钢带套筒11内部，上述耐磨药芯焊丝5的结构为搭接O形，所述耐磨药芯焊丝5的填充率为35%
‑
37%，成品的耐磨药芯焊丝5直径为3.2mm。
[0028]药芯3包括如下重量份的组分：高碳铬铁0%
‑
10%、铬粉35%
‑
55%、锰粉1%
‑
7%、硅铁1%
‑
5%、镍粉10%
‑
16%、钼铁1%
‑
7%、铌铁1%
‑
7%、钒铁1%
‑
7%、氮化铬0%
‑
7%，余量为铁粉。
[0029]所述药芯3各组分的粒度根据各组分的密度配置为：高碳铬铁100
‑
140目、铬粉100
‑
140目、锰粉80
‑
140目、硅铁120
‑
200目、镍粉100
‑
140目、钼铁60
‑
80目、铌铁80
‑
140目、钒铁80
‑
140目、氮化铬100
‑
140目，铁粉60
‑
120目。
[0030]本专利技术提供的耐磨药芯焊丝5及其制备方法，通过药芯配方的设计，克服了耐磨药芯焊丝5焊接工艺性能差、开裂倾向大等问题，使用此耐磨药芯焊丝5堆焊而成的工件耐磨
工作层厚度大，耐磨及耐热性能好，可用于高温耐磨的场合，平均硬度可在42
‑
47HRC的范围内。
[0031]实施例2如图2所示，本专利技术实施例提供了一种耐磨药芯焊丝的制备方法，包括以下步骤：（1）按设计的药芯3配方中各金属粉末的质量分数占比称取定量金属粉末，将金属粉末倒入V型混粉机内混合均匀，混粉时间设置为1
‑
2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐磨药芯焊丝，其特征在于，包括药芯和钢带套筒，药芯容纳于钢带套筒内部；所述药芯包括如下重量份的组分：高碳铬铁0%
‑
10%、铬粉35%
‑
55%、锰粉1%
‑
7%、硅铁1%
‑
5%、镍粉10%
‑
16%、钼铁1%
‑
7%、铌铁1%
‑
7%、钒铁1%
‑
7%、氮化铬0%
‑
7%，余量为铁粉。2.根据权利要求1所述的一种耐磨药芯焊丝，其特征在于，所述耐磨药芯焊丝的结构为搭接O形。3.根据权利要求1所述的一种耐磨药芯焊丝，其特征在于，所述耐磨药芯焊丝的填充率为35%
‑
37%，所述药芯各组分的粒度根据密度配置为高碳铬铁100
‑
140目、铬粉100
‑
140目、锰粉80
‑
140目、硅铁120
‑
200目、镍粉100
‑
140目、钼铁60
‑
80目、铌铁80
‑
140目、钒铁80
‑
140目、氮化铬100
‑
140目，铁粉60
‑
120目。4.一种耐磨药芯焊丝的制备方法，其特征在于，包括：称取配方量的药芯各组分，投入混粉机内混合均匀；将混合均匀的药芯各组分倒入填粉装置内，由填粉装置将混合均匀的药芯各组分定宽定厚地铺排在预轧制成U形截面的前进中的钢带上；将装有药芯的钢带逐渐轧制成搭接闭合状态，得到容纳有药芯的钢带套筒，再经四道轧辊反复拉拔减径，得到耐磨药芯焊丝。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨可，成先明，季珊林，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：