一种堆焊药芯焊丝制造技术

本发明专利技术提供一种堆焊药芯焊丝，具体涉及焊接材料领域。本发明专利技术的堆焊药芯焊丝包括钢带和填充于所述钢带的药芯，以所述药芯的质量百分比计，所述药芯包括以下组分：石墨3～5％、金属锰2～5％、硅铁3～6％、金属铬25～35％、镍粉1～3％、钛铁5～10％、钒铁2～4％，余量铁粉。本发明专利技术的药芯焊丝具有良好的耐磨性、耐蚀性以及机械加工性；堆焊合金的硬度在45～50HRC，并且熔敷金属在焊接完成后不产生裂纹。熔敷金属在焊接完成后不产生裂纹。

【技术实现步骤摘要】
一种堆焊药芯焊丝


[0001]本专利技术涉及焊接材料领域，具体涉及一种堆焊药芯焊丝。

技术介绍

[0002]柱塞作为挤压机设备中的核心部件，其表面性能直接影响柱塞的使用寿命。挤压机柱塞的工作环境恶劣，在工作时要不停地推动筒体里的物料，柱塞会持续地受到摩擦，并且会受到物料的腐蚀。所以在挤压机柱塞制造和失效修复时，在其表面焊接一层耐磨耐蚀层，不但可以延长挤压机柱塞的使用时间，减少柱塞的修复次数，降低生产成本。通常使用表面工程技术，在柱塞表面增加一层具有耐磨耐腐蚀的功能层。目前挤压机柱塞使用件越来越大，体积也越来越大，但在增强其表面耐磨的材料种类却很少，因此有效的寻找增强挤压机柱塞表面材料和增强工艺，提高其表面性能成为解决问题的关键。通过挤压机柱塞表面强化来提高其使用性能，挤压机柱塞表面性能应该达到以下要求：具有很好的耐磨损能力和一定的耐腐蚀能力，柱塞表面硬度适中具有一定韧性和抗裂性能，具有良好的加工性能通过挤压机柱塞表面合金性能要求。为了提高挤压机柱塞的使用寿命，选择合适的焊接方法和焊接材料显得尤为关键，而现有堆焊药芯焊丝的耐腐蚀性和耐磨性较差，且与烧结型焊剂配合效果较差。

技术实现思路

[0003]鉴于以上现有技术的缺点，本专利技术提供一种堆焊药芯焊丝，以改善焊缝耐磨性、耐蚀性以及机械加工性差的问题。
[0004]为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术提供一种堆焊药芯焊丝，包括钢带和填充于所述钢带的药芯，以所述药芯的质量百分比计，所述药芯包括以下组分：石墨3～5％，金属锰2～5％，硅铁3～6％，金属铬25～35％，镍粉1～3％，钛铁5～10％，钒铁2～4％，余量铁粉。
[0005]在本专利技术一示例中，所述石墨中碳含量≥95wt％；所述石墨的粒度目数大于60目。
[0006]在本专利技术一示例中，所述硅铁为75#硅铁，所述硅铁中硅含量≥72wt％，硫含量≤0.02wt％；所述硅铁的粒度目数为：大于60目的≥95％，大于120目的≤65％，大于200目的≤35％。
[0007]在本专利技术一示例中，所述金属铬中铬含量≥99wt％，碳含量≤0.02wt％，硫含量≤0.02wt％；所述金属铬的粒度目数为:大于80目的≥95％，大于200目的≤25％。
[0008]在本专利技术一示例中，所述钛铁中钛含量为37～42wt％，硅含量≤5wt％；所述钛铁的粒度目数为：大于40目的≥99％，大于60目的≥90％，大于160目的≤50％。
[0009]在本专利技术一示例中，所述镍粉中镍含量≥99wt％、硫含量≤0.01wt％、碳含量≤0.03wt％；所述镍粉的粒度目数为：大于60目的为100％，大于120目的≤30％。
[0010]在本专利技术一示例中，所述钒铁中的钒含量≥50wt％，碳含量≤0.4wt％，硅含量≤2wt％，铝含量≤2wt％；所述钒铁的粒度目数为：大于80目的≥95％，大于200目的≤30％。
[0011]在本专利技术一示例中，所述钢带为低碳钢带，所述钢带的质量百分比计，所述钢带中碳含量≤0.04wt％，锰含量为0.1～0.3wt％，硅含量≤0.05wt％，磷含量≤0.025wt％，硫含量≤0.020wt％，其余为铁。
[0012]在本专利技术一示例中，所述堆焊药芯焊丝中所述药芯的重量是所述堆焊药芯焊丝总重量的35～40％。
[0013]在本专利技术一示例中，所述堆焊药芯焊丝的直径为2.8～4mm。
[0014]本专利技术的堆焊药芯焊丝加入碳元素，碳元素主要是碳化物形成的基本元素，为形成的硬质相和强化的最主要的元素。铬作为不锈钢所必需元素，在堆焊层中以形成碳化物或固溶于基体的形式分布，能够提高熔敷金属的淬硬性，产生固溶强化，促进马氏体的形成。硅和锰是在药芯焊丝中起脱氧作用，降低焊缝中的氧含量；锰和硫结合形成MnS，防止低熔点FeS的形成，降低焊缝金属产生热裂纹的倾向，提高焊缝抗热裂纹性。另外，药芯焊丝的钢带选用低碳钢钢带，韧性良好，满足焊丝制造工艺的要求；碳和杂质元素含量低，使得钢带不仅具有很好的焊接性，改善焊接工艺性能，而且便于调整焊缝金属的化学成分，磷和硫的含量极低，焊接性能良好，不宜产生焊接裂纹。
具体实施方式
[0015]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本专利技术实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本专利技术的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
[0016]须知，本说明书中的“％”、“wt％”均代表质量百分数。
[0017]本专利技术的堆焊药芯焊丝包括钢带和填充于所述钢带的药芯，以所述药芯的质量百分比计，所述药芯包括以下组分：石墨3～5％，金属锰2～5％，硅铁3～6％，金属铬25～35％，镍粉1～3％，钛铁5～10％，钒铁2～4％，余量铁粉。
[0018]堆焊药芯焊丝的药芯中各组分的作用如下：
[0019]石墨：石墨的主要成分是碳，碳是耐磨堆焊药芯焊丝原料的重要添加合金元素之一，在铁基耐磨材料中，碳是必需元素，主要作强化元素。碳元素能够生成间隙相和间隙化合物，高的含碳量能够使堆焊层具有高硬度、好耐磨性以及在组织中形成大量硬质强化相。对于马氏体硬面堆焊合金，增加堆焊层碳的含量，能够增加马氏体的硬度，并且产生大量的碳化物，这些碳化物对位错的钉扎作用增强，进而形成更多的孪晶马氏体，对焊缝起强化作用。本专利技术中石墨的质量百分比为3～5％，例如石墨的质量百分比可以是3％、4％或5％等3～5％范围内的任一数值。
[0020]金属锰：在药芯焊丝中，锰主要起脱氧和脱硫的作用，与硅联合脱氧能够有效降低焊缝中的氧含量。锰与硫结合形成硫化锰，防止低熔点的硫化铁形成，防止焊缝金属产生热裂纹的倾向，提高焊缝抗热裂纹性。锰和铁能够形成固溶体，提高熔敷金属中铁素体和奥氏体的强度及硬度。本专利技术中金属锰的质量百分比为2～5％，例如金属锰的质量百分比可以
是2％、4％或5％等2～5％范围内的任一数值。
[0021]硅铁：硅是强铁素体形成元素，在药芯焊丝中起脱氧作用，降低焊缝中的氧含量。耐磨堆焊药芯焊丝中药粉加硅铁粉为了进行脱氧，使堆焊层含有一定量的硅。硅使碳化物变细小，分布更均匀弥散，硅固溶奥氏体可以产生固溶强化作用。本专利技术中硅铁的质量百分比为3～6％，例如硅铁的质量百分比可以是3％、5％或6％等3～6％范围内的任一数值。
[0022]金属铬：铬在堆焊层中以形成碳化物或固溶于基体的形式分布，能够提高熔敷金属的淬硬性，产生固溶强化，促进马氏体的形成，改善堆焊层金属的抗裂性、耐腐蚀性和韧性。本专利技术中金属铬的质量百分比为25～35％，例如金属铬的质量百分比可以是25％、30％或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种堆焊药芯焊丝，其特征在于，包括钢带和填充于所述钢带的药芯，以所述药芯的质量百分比计，所述药芯包括以下组分：石墨3～5％，金属锰2～5％，硅铁3～6％，金属铬25～35％，镍粉1～3％，钛铁5～10％，钒铁2～4％，余量铁粉。2.根据权利要求1所述的堆焊药芯焊丝，其特征在于，所述石墨中碳含量≥95wt％；所述石墨的粒度目数大于60目。3.根据权利要求1所述的堆焊药芯焊丝，其特征在于，所述硅铁为75#硅铁，所述硅铁中硅含量≥72wt％，硫含量≤0.02wt％；所述硅铁的粒度目数为：大于60目的≥95％，大于120目的≤65％，大于200目的≤35％。4.根据权利要求1所述的堆焊药芯焊丝，其特征在于，所述金属铬中铬含量≥99wt％，碳含量≤0.02wt％，硫含量≤0.02wt％；所述金属铬的粒度目数为:大于80目的≥95％，大于200目的≤25％。5.根据权利要求1所述的堆焊药芯焊丝，其特征在于，所述钛铁中钛含量为37～42wt％，硅含量≤5wt％；所述钛铁的粒度目数为：大于40目的≥99％，大于60...

【专利技术属性】
技术研发人员：于保刚，魏超，史胜振，刘晓茹，孙立，
申请(专利权)人：山东聚力自动焊接工程技术研究中心，
类型：发明
国别省市：