一种非晶态耐磨堆焊涂层制备方法技术

一种非晶态耐磨堆焊涂层制备方法，属于材料加工工程中的焊接领域，该发明专利技术主要应用于耐磨损设备部件的堆焊修复和再制造。本发明专利技术所提供的非晶态耐磨堆焊涂层制备方法，其特征在于，在施焊过程中，在焊缝金属冷却凝固的同时，加以液氮激冷，达到非晶形成所需要的冷却速度，从而使堆焊金属得到非晶态组织。其特征在于，所属的粉芯成分质量百分含量范围如下：高碳铬铁：４５～６０％；金属铬：８～２０％；钼铁：４～８％；金属锰：５～１０％；高硅硅铁：５～８％；铌铁：２～５％；钛铁：２～１０％；钒铁：２～１０％。利用该发明专利技术制备出的金属合金堆焊涂层，由于堆焊金属中有了非晶态合金的存在，堆焊金属的硬度、相对耐磨性及冲击韧性都了很大提高。其制备方法采用现有技术：将轧钢带成Ｕ形，再向Ｕ形槽中加入占本发明专利技术焊丝总重的２０－５０％的本发明专利技术药芯；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３．２ｍｍ，得到最终产品。

【技术实现步骤摘要】

，属于材料加工工程中的焊接领域，该专利技术主要应用于耐磨损设备部件的堆焊修复和再制造。
技术介绍
铁基耐磨堆焊合金由于硬度高、综合性能好、价格低廉而被广泛应用于工业生产领域中的磨料磨损的工况环境。 但铁基合金堆焊材料也存在许多问题。在高硬度高耐磨的工况条件要求下，铁基材料只能通过增加含碳量来提高硬度和耐磨性，而通常硬度只能达到HRC 60左右，为高铬铸铁型材料，不能承受高应力及高冲击工况；在要求高应力及高冲击的工况下，只能通过降低含碳量、增加含锰量，即所谓的高锰钢来实现，而此时硬度较低(通常为HRC 50左右)，又不能实现高硬度高耐磨的要求。 而非晶态合金正是解决这些矛盾的一个方法，非晶态金属比一般金属具有极高的强度。非晶态合金与晶态合金相比，在物理性能、化学性能和机械性能方面都发生了显著的变化。 本专利技术所要解决的问题是在不增加材料成本的条件下，通过一定的工艺条件，使堆焊材料非晶态化，从而使耐磨堆焊涂层的硬度、耐磨性及抗冲击性能得到优良的结合。
技术实现思路
本专利技术所提供的非晶态耐磨堆焊涂层制备方法，其特征在于，在施焊过程中，在焊缝金属冷却凝固的同时，加以液氮激冷，达到非晶形成所需要的冷却速度，从而使堆焊金属得到非晶态组织。 焊接材料采用药芯焊丝，所述的药芯成分质量百分含量范围如下 高碳铬铁45～60％；金属铬8～20％；钼铁4～8％；金属锰5～10％；高硅硅铁5～8％；铌铁2～5％；钛铁2～10％；钒铁2～10％。 其中各组分作用如下 高碳铬铁向焊缝金属过渡合金元素。 金属铬焊缝金属的增强相。 钼铁向焊缝金属过渡合金元素。 金属锰脱氧，向焊缝金属过渡合金元素。 高硅硅铁脱氧，向焊缝金属过渡合金元素。 铌铁向焊缝金属过渡合金元素。 钛铁细化晶粒，提高韧性。 钒铁向焊缝金属过渡合金元素。 本专利技术的制备方法采用现有技术，包括以下步骤 1、将轧钢带成U形，再向U形槽中加入占本专利技术焊丝总重的20-50％的本专利技术药芯； 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3.2mm，得到最终产品。 附图说明 图1药芯焊丝成形工艺示意图。 具体实施例方式 1.选用14×0.3(宽度为14mm，厚度为0.3mm)的H08A冷轧钢带。先将其轧成U形。取高碳铬铁粉末45克、金属铬粉末20克、钼铁8克、金属锰粉末10克、高硅硅铁粉末8克、铌铁粉末5克、钛铁粉末2克、钒铁粉末2克。(所取粉末的粒度为能通过40目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的H08A冷轧钢带槽中，填充率为20％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为4.2mm、3.6mm、3.4mm、3.2mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到3.2mm。将制成的焊丝分成两段。分别施焊，其中一段施焊过程中采用液氮激冷，焊接规范相同，焊接电流350～550A，焊接电压25～35V。层间温度控制在100～200℃。两者堆焊层熔敷金属硬度、相对耐磨性非晶态比例及冲击韧性对比见表1。 2.选用14×0.3(宽度为14mm，厚度为0.3mm)的H08A冷轧钢带。先将其轧成U形。取高碳铬铁粉末60克、金属铬粉末8克、钼铁4克、金属锰粉末5克、高硅硅铁粉末5克、铌铁粉末2克、钛铁粉末10克、钒铁粉末6克。(所取粉末的粒度为能通过40目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的H08A冷轧钢带槽中，填充率为30％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为4.2mm、3.6mm、3.4mm、3.2mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到3.2mm。将制成的焊丝分成两段。分别施焊，其中一段施焊过程中采用液氮激冷，焊接规范相同，焊接电流350～550A，焊接电压25～35V。层间温度控制在100～200℃。两者堆焊层熔敷金属硬度、相对耐磨性非晶态比例及冲击韧性对比见表1。 3.选用14×0.3(宽度为14mm，厚度为0.3mm)的H08A冷轧钢带。先将其轧成U形。取高碳铬铁粉末48克、金属铬粉末10克、钼铁6克、金属锰粉末8克、高硅硅铁粉末6克、铌铁粉末4克、钛铁粉末8克、钒铁粉末10克。(所取粉末的粒度为能通过40目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的H08A冷轧钢带槽中，填充率为30％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为4.2mm、3.6mm、3.4mm、3.2mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到3.2mm。将制成的焊丝分成两段。分别施焊，其中一段施焊过程中采用液氮激冷，焊接规范相同，焊接电流350～550A，焊接电压25～35V。层间温度控制在100～200℃。两者堆焊层熔敷金属硬度、相对耐磨性非晶态比例及冲击韧性对比见表1。 4.选用14×0.3(宽度为14mm，厚度为0.3mm)的H08A冷轧钢带。先将其轧成U形。取高碳铬铁粉末55克、金属铬粉末9克、钼铁5克、金属锰粉末6克、高硅硅铁粉末7克、铌铁粉末3克、钛铁粉末8克、钒铁粉末7克。(所取粉末的粒度为能通过40目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的H08A冷轧钢带槽中，填充率为30％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为4.2mm、3.6mm、3.4mm、3.2mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到3.2mm。将制成的焊丝分成两段。分别施焊，其中一段施焊过程中采用液氮激冷，焊接规范相同，焊接电流350～550A，焊接电压25～35V。层间温度控制在100～200℃。两者堆焊层熔敷金属硬度、相对耐磨性非晶态比例及冲击韧性对比见表1。 表1所打硬度均采用HR-150A洛氏硬度机，载荷为150kg，对堆焊层取五点打硬度，最后得到该焊丝堆焊层的平均洛氏硬度值。 非晶组织成分测定采用D8ADVANCE X射线衍射仪。 磨损实验采用MLS-225型湿式橡胶轮磨粒磨损试验机进行磨损实验。 在堆焊层中取六个57×25×5mm磨损式样，磨损实验时，实验参数如下橡胶轮转速240转/分，橡胶轮直径178mm，橡胶轮硬度60(邵尔硬度)，载荷10Kg，磨损时间250s，橡胶轮转数约1000转，磨料40～70目的石英砂。材料的耐磨性能用磨损的失重量来衡量。在实验前、后，将试件放入盛有丙酮溶液的烧杯中，在超声波清洗仪中清洗3～5分钟，实验时用Q235钢作为对比，对比件失重量与测量件失重量之比作为该配方的相对耐磨性。 由表1可见，由于堆焊金属中有了非晶态合金的存在，堆焊金属的硬度、相对耐磨性及冲击韧性都了很大提高。 表1 权利要求1.，属于材料加工工程中的焊接领域，该专利技术主要应用于耐磨损设备部件的堆焊修复和再制造。其特征在于在铁基堆焊材料中加入药芯成分，从而在施焊过程中，在焊缝金属冷却凝固的同时，加以液氮激冷，达到非晶形成所需要的冷却速度，从而使堆焊金属得到非晶态组织。所述的药芯成分质量百分含量范围如下高碳铬铁45～60％；金属铬8～20％；钼铁4～8％；金属锰5～10％；高硅硅铁5～8％；铌铁2～5％；钛铁2～10％；钒铁2～10％。全本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非晶态耐磨堆焊涂层制备方法，属于材料加工工程中的焊接领域，该专利技术主要应用于耐磨损设备部件的堆焊修复和再制造。其特征在于在铁基堆焊材料中加入药芯成分，从而在施焊过程中，在焊缝金属冷却凝固的同时，加以液氮激冷，达到非晶形成所需要的冷却速度，从而使堆焊金属得到非晶态组织。所述的药芯成分质量百分含量范围如下：高碳铬铁：４５～６０％；金属铬：８～２０％；钼铁：４～８％；金属锰：５～１０％；高硅硅铁：５～８％；铌铁：２～５％；钛铁：２～１０％；钒铁：２～１０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡为峰，葛爽，
申请(专利权)人：北京赛亿表面工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]