一种含稀土元素Ce的碳钢焊丝制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含稀土元素Ce的碳钢焊丝制备方法，属于碳钢焊丝制备技术领域。本方法将Fe

【技术实现步骤摘要】
一种含稀土元素Ce的碳钢焊丝制备方法


[0001]本专利技术提供了一种含稀土元素Ce的碳钢焊丝制备方法，属于碳钢焊丝制备


技术介绍

[0002]随着我国产业结构变化，焊接的应用领域得到扩展，广泛应用于航空航天、武器装备、动车机组、车辆、机械设备、电站设备、建筑行业等领域。焊材是焊接技术的基础，为先进的焊接工艺、焊接设备提供支撑，其中，碳钢焊丝作为焊材发展的主导产品，具有高效、节能、适应自动化焊接等优点，在焊材结构中所占比例也在逐年上升，近年来，随着新材料的不断涌入，碳钢焊丝的适应性也需进行提升，因此，改善碳钢焊丝成分和提高传统碳钢焊丝的性能，是相关领域科技人员工作的当务之急。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种含稀土元素Ce的碳钢焊丝，该含稀土元素Ce的碳钢焊丝成本低、工艺简单、适用于工业生产。
[0004]本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：一种含稀土元素Ce的碳钢焊丝制备方法，包括以下步骤：1、将Fe
‑
Ce中间合金加工成屑状。
[0005]上述步骤1中，Fe
‑
Ce中间合金为Fe
‑
（15
‑
30）wt%Ce的中间合金铸锭，稀土元素Ce占总原料的比重为2.5
‑
3.0wt%。
[0006]2、按照碳钢焊丝成分及其质量百分比：C 0.06
‑
0.15%，Mn 0.40
‑
0.50%，Si 0.45
>‑
0.65%，Ti 0.04
‑
0.06%，Ca 0.015
‑
0.035%，Ni 1.10
‑
1.30%，余量为Fe料，称取各原料。
[0007]上述步骤2中，焊丝成分中金属元素加入熔炼炉的顺序为：纯Fe、Fe
‑
Ni中间合金、Fe
‑
Mn中间合金、Fe
‑
Ti中间合金、Fe
‑
Ca中间合金，再加入非金属元素C和Si，C以石墨粉的形式加入，Si以硅粉的形式加入，通过钟罩压入法加入石墨粉和硅粉，钟罩底部距熔炼炉炉底80
‑
120mm处，轻轻移动，待全部溶入，然后停炉以5
‑
10cm/s的速度搅拌1
‑
2min。
[0008]上述步骤2中，熔炼采用的设备为坩埚熔炼炉，熔炼温度为900
‑
980℃。
[0009]3、待混合物熔化后，加入精炼渣，得到熔融物；所述精炼渣与所述混合物的质量比为0.3
‑
0.5:100。
[0010]上述步骤3中，精炼渣按质量百分比由12
‑
16%的SiO2、58
‑
63%的CaO、20
‑
25%的Al2O3和3
‑
5%的MgO组成，其中精炼渣各原料组分的质量百分比之和等于100%，所述精炼渣为经过预热处理的精炼渣，所述预热处理包括：在110
‑
120℃下加热，直至所述精炼渣中的含水量在0.5%以下。
[0011]4、将熔融物升温至905
‑
915℃，保温5
‑
10min，然后通过钟罩压入法加入1/3
‑
1/2的Fe
‑
Ce中间合金屑，钟罩底部距熔炼炉炉底80
‑
120mm处，轻轻移动，待全部熔化，然后停炉以5
‑
10cm/s的速度搅拌1
‑
2min。
[0012]5、将熔融物再升温至905
‑
915℃，保温5
‑
10min，然后通过钟罩压入法加入剩余的Fe
‑
Ce中间合金屑，钟罩底部距熔炼炉炉底80
‑
120mm处，轻轻移动，待全部熔化，然后停炉以5
‑
10cm/s的速度搅拌1
‑
2min，得到混合物。
[0013]6、在熔融物温度为905
‑
915℃的条件下，利用除气机通入除气气体，利用测氢仪测量氢含量，当氢含量达到0.5ml/100gFe以下时，停止除气并撇渣，然后在熔融铁液温度为760
‑
780℃时，静置3
‑
5min，进行扒渣浇铸成棒状，直径8
‑
20mm。
[0014]优选地，在本专利技术较佳实施例中，上述除气气体为氮气、惰性气体、氯气中的一种或多种，优选氮气与氯气按照体积比20
‑
50:1混合。
[0015]在本专利技术较佳实施例中，上述除气机优选旋转除气机，包括通气塞和吹气管，通气塞与吹气管连接，通气塞的塞孔孔径为20
‑
140um。
[0016]7、将棒状进行多道次轧制，直到得到直径为1.0
‑
3.5mm的碳钢合金丝。
[0017]优选地，在本专利技术较佳实施例中，步骤7进一步包括：步骤7
‑
1、粗轧：粗轧温度为1020
‑
1060℃，期间进行退火处理，优选退火制度为700
‑
750℃下退火3
‑
6h；步骤7
‑
2、中轧：中轧温度为970
‑
1000℃，中轧机组后设水冷箱，以控制轧件进入精轧机组入口的温度；步骤7
‑
3、精轧：精轧温度为880
‑
920℃，在精轧机组后设水冷箱及线材测径仪，从精轧机组轧制出来的轧件经水冷箱冷却，以控制吐丝温度在840
‑
880℃之间；步骤7
‑
4、冷却：控制控冷运输机中辊道的速度在0.35
‑
0.45m/s，以控制焊丝的冷却速度≥6℃/s，将焊丝空冷至室温。
[0018]优选地，在专利技术较佳实施例中，上述步骤7中，轧制道次为8
‑
27道次。
[0019]8、将制得的碳钢合金丝进行刮削光亮化处理，化学镀铜，定径抛光，直到得到直径为0.8
‑
3.2mm的含稀土元素Ce的碳钢合金焊丝。
[0020]本专利技术的有益效果是：将Fe
‑
Ce中间合金加工成屑状作为加入原料，配以精炼渣，简化了制备工艺，节约了成本，降低氧化夹杂、使第二相均匀析出，进一步提高铁熔体质量；减少了碳钢合金的气孔，解决了在焊接过程中出现的焊缝热开裂、焊缝强度低以及焊缝稳定性差的问题，同时提升了碳钢焊丝的强韧性、耐蚀性、热加工性能等综合性能；金属元素以中间合金的形式加入，降低了熔炼炉的加热温度，降低了对设备的要求，降低了能耗，节约了生产成本，市场应用前景广阔。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含稀土元素Ce的碳钢焊丝制备方法，其特征在于：（1）将Fe
‑
Ce中间合金加工成屑状；（2）按照碳钢焊丝成分及其质量百分比：C 0.06
‑
0.15%，Mn 0.40
‑
0.50%，Si 0.45
‑
0.65%，Ti 0.04
‑
0.06%，Ca 0.015
‑
0.035%，Ni 1.10
‑
1.30%，余量为Fe料，称取各原料；（3）待混合物熔化后，加入精炼渣，得到熔融物；所述精炼渣与所述混合物的质量比为0.3
‑
0.5:100；（4）将熔融物升温至905
‑
915℃，保温5
‑
10min，然后通过钟罩压入法加入1/3
‑
1/2的Fe
‑
Ce中间合金屑，钟罩底部距熔炼炉炉底80
‑
120mm处，轻轻移动，待全部熔化，然后停炉以5
‑
10cm/s的速度搅拌1
‑
2min；（5）将熔融物再升温至905
‑
915℃，保温5
‑
10min，然后通过钟罩压入法加入剩余的Fe
‑
Ce中间合金屑，钟罩底部距熔炼炉炉底80
‑
120mm处，轻轻移动，待全部熔化，然后停炉以5
‑
10cm/s的速度搅拌1
‑
2min，得到混合物；（6）在熔融物温度为905
‑
915℃的条件下，利用除气机通入除气气体，利用测氢仪测量氢含量，当氢含量达到0.5ml/100gFe以下时，停止除气并撇渣，然后在熔融铁液温度为760
‑
780℃时，静置3
‑
5min，进行扒渣浇铸成棒状，直径8
‑
20mm；（7）将棒状进行多道次轧制，直到得到直径为1.0
‑
3.5mm的碳钢合金丝；（8）将制得的碳钢合金丝进行刮削光亮化处理，化学镀铜，定径抛光，直到得到直径为0.8
‑
3.2mm的含稀土元素Ce的碳钢合金焊丝。2.如权利要求1所述的含稀土元素Ce的碳钢焊丝制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）中所述的Fe
‑
Ce中间合金为Fe
‑
（15
‑
30）wt%Ce的中间合金铸锭，稀土元素Ce占总原料的比重为2.5
‑
3.0wt%。3.如权利要求1所述的含稀土元素Ce的碳钢合金焊丝制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）中的焊丝成分中金属元素加入熔炼炉的顺序为：纯Fe、Fe
‑
Ni中间合金、Fe
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱瑶，王耀武，黑玉龙，刘炳鑫，殷嘉源，黄颖，胡宏亮，方斌，江坤，冷立书，马春超，张琦，詹俊宇，
申请(专利权)人：齐齐哈尔和平重工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：