硬质合金焊丝或焊条及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种硬质合金焊丝或焊条，其硬质相为碳化钨或碳化钛、碳化钨与碳化钛的复合碳化物、碳化钨的氮化物、碳化钛的氮化物、铬、钽、铌金属或铬、钽、铌金属化合物中的一种或多种，其粘结相为鉄、镍、钴中的一种或多种；各组分按重量百分比记：硬质相３０－９５％，粘结相５－７０％。本发明专利技术的硬质合金焊丝或焊条与市场上其它焊条相比，由于采用了大组分的硬质相作焊丝或焊条中的主要组分，具有很高的显微硬度，因此能达到高硬度、高耐磨的目的。粘结相中的元素在高温熔融状态，具有较好的流动性，弥补了常用硬质合金中纯钴的不足，对于提高合金的结合能力，强化粘结相和提高产品性能有着很重要的作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型焊接材料，具体涉及一种硬质合金焊丝或焊条，它选用 硬质合金组分，焊点具有高硬度、高耐磨、耐冲击、耐腐蚀等的硬质合金性能。
技术介绍
目前市场上供应的焊条有很多种，但归纳起来不外乎普通钢及铸铁焊条， 包括不锈钢焊条；铜、铝、银及其合金焊条；铸造WC焊条(莱立特焊条)； 938等耐磨焊条。前两种焊条，其焊点硬度低，不耐磨。后两种焊条，其硬度虽 达到HRA80—83。(相当于HRC60—63° )，但铸造WC焊条是以铁或碳钢作 粘结相，其结合力不理想。因为单纯鉄元素作粘结相易磨损，造成硬质相脱落， 加快磨损。耐磨焊条其组分中硬质相比例很小，不到20%，因此耐磨性不理想， 仍不能满足使用要求。为了提高耐磨性，现在很多人采用硬质合金镶块的办法， 将合金块镶焊在基体上，但工艺复杂、成本高、结合不牢，经常出现掉块的现 象。因此，人们迫切需要研制一种硬度高、耐磨性好、结合牢固、价廉物美的 新型焊丝或焊条。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的问题，而提供一 种高硬度、高耐磨、耐冲击、耐腐蚀、易焊接、成本低、操作简单、适应范围 广的。本专利技术采用的技术方案是硬质合金焊丝或焊条，其硬质相为碳化钨或碳 化钛、碳化钨与碳化钛的复合碳化物、碳化钨的氮化物、碳化钛的氮化物、铬、 钽、铌金属或铬、钽、铌金属化合物中的一种或多种，其粘结相为鉄、镍、钴 中的一种或多种；各组分按重量百分比记硬质相30—95%，粘结相5—70%。所述硬质合金焊丝或焊条，根据需求还可添加铬、锰、铜、铝、钼、钒、 钽、铌、钛金属或这些金属化合物中的一种或多种，并另加适量的碳。所述硬质合金焊条，其作为焊芯，在其表面包覆有药皮，即成为带焊皮的 焊条。上述硬质合金焊条的制造方法为将上述组分原料经湿磨、压制(亦可采 用注塑成型)、烧结步骤制成成品。也可采用通用技术钢铸法制造硬质合金焊 芯，在其表面包覆药皮。本专利技术还提供了一种筒状硬质合金焊丝或焊条，包括金属外筒，在所述金 属外筒内装有填充料，所述填充料由硬质相或硬质相和沾结相组成；所述硬质 相为碳化钨或碳化钛、碳化钨与碳化钛的复合碳化物、碳化鸨的氮化物、碳化 钛的氮化物、铬、钽、铌金属或铬、钽、铌金属化合物中的一种或多种；所述 粘结相为鉄、镍、钴中的一种或多种；各组分按重量百分比记硬质相30—100%， 粘结相0~70%。筒状硬质合金焊丝或焊条的制造方法为将所述填充料原料制成粉或颗粒， 装入所述金属外筒内。所述填充料原料也可用烧结或机械破碎方法制成粉或颗粒。 所述金属外筒可以采用铁、钢、铜、铝、镍、钴或其它金属材料。 本专利技术的硬质合金焊丝或焊芯本身即可作为焊体，直接在钢上或铸铁上进 行堆焊；筒状硬质合金焊丝或焊条可以氧吹焊或堆焊。本专利技术的硬质合金焊丝或焊条与市场上其它焊条相比，由于采用了大组分 的硬质相作焊丝或焊条中的主要组分，而硬质相是硬质合金中高硬度、高耐磨 的关键成份，都具有很高的显微硬度，因此能达到高硬度、高耐磨的目的。粘 结相中的元素在高温熔融状态，具有较好的流动性，弥补了常用硬质合金中纯 钴的不足，加之本专利技术中添加的一种或多种铬、锰、铜、铝、钼、钒、钽、铌、 钛等金属或其化合物形成间隙相，对于提高合金的结合能力，强化粘结相和提 高产品性能有着很重要的作用。这是因为 一方面它们与被焊体的结合很融合; 二则它们对于提高耐磨性、增加合金强度、强化粘结相，改善高温性能和焊接 时的流动性都有明显作用；三是增加铬的含量，可大大提高其抗腐蚀性能；第 四，锰的加入，能促进合金的时效硬化，延长堆焊层的使用寿命，等等。本专利技术的硬质合金焊丝或焊条，焊前原始态硬度与焊后的焊点硬度基本变 化不大，因合金组分不同，其硬度也不同，基本上保持在HRA83—90°范围内，而不锈钢基作粘结相的硬质合金焊丝、焊条其硬度也能保证HRA在79。以上， 高出通用的不锈钢本体硬度30。以上。根据金相检测，本专利技术的焊丝或焊条其焊后与钢体的结合为金属熔合，结 合牢固，堆焊时，厚度根据使用要求可以从lmm—5mm不等，堆焊后，经磨削 加工，磨面平整。本专利技术的焊丝或焊条另一特点是，可采用普通的交直流电焊 机，工作电流可在100A—350A范围内调整，操作中没有过多的要求。本专利技术可适应任何钢体表面堆焊，只要在钢体(或铸件)表面堆焊一层， 或者在不锈钢、锰钢、工具钢、模具钢等合金钢及铸铁等工件的焊体上覆盖一 层堆焊硬质合金，即能达到硬质合金覆层的目的。其使用范围非常广泛，例如 制作碎石机、碎玻璃、碎水泥的工件表面加层；球磨机的内衬工作面加层；拉 丝模、引伸模具工作面的复层；石油化工行业的管道的密封环、耐磨器皿；传 动部件的制造与修复；石油机械的易损件加层；建筑机械行业，如水泥输送泵 (车)上的眼镜板、切割环可用本专利技术硬质合金焊条替代，机械设备中易损部 件的加层；地质矿山行业中的钢质易损件、钻头合金之外的易磨损部分的加层； 开采、碎粉、运输平台加层等；在海运、船舶制造中，长期被海水浸泡的转动 件、易腐件等；航天航空中耐高温的耐磨件等，包括制糖工业的蔗刀工作面、 印刷行业的切纸刀、农业机械的收割刀及其它易损件。以引伸模为例， 一个30 内径的硬质合金模具其价值为3000元左右，而采用钢坯内层工作面堆焊硬质合 金焊3mm厚，成本仅为几百元。现正在探索1.2米，1.6米的钢材轧辊堆焊硬质 合金的可行性， 一旦成功，目前采用硬质合金轧辊其造价为20万元左右，如果 选用适宜的钢材外堆硬质合金，其成本仅为2万元左右。总之，在各工业上均 能应用，因此使用范围十分广泛。附图说明图1至图6是本专利技术的硬质合金焊丝或焊条的金相照片。具体实施例方式本专利技术的硬质合金焊丝或焊条的实施例(编号1 — 19)见表l:5<table>table see original document page 6</column></row><table>焊丝或焊条的制作工艺所述实施例中的任一组组分合金粉末原料配料一_湿磨(24~72时)——过100目筛——沉淀——干燥——过筛——加成型剂一 —混合——干燥——过筛——压制——烧结(温度分别为1400°C 1490°C)—— 喷砂——焊芯成品检测、检查——入库。焊芯本身就是焊体，即可与钢体进行堆焊，将焊芯表面包覆药皮即成为带 焊皮的焊条。在500A直流焊机上进行堆焊操作，选用电流参数为:焊芯尺寸(mm) X40， 堆焊件，经缓冷后检査确认。曾将多种组分的焊丝与焊条堆焊后经线切割，对堆焊层断面分别进行金相 (X100)观察，其断面细致，钢体与焊体结合情况结论为"试样的基体与合金 是一整体"(见图1 6金相照片)，说明其相互为互熔体，结合牢固。对上列组分的合金块经平面磨削磨平后，分别进行硬度、比重检测，其比 重均接近于理论计标比重，硬度因组分不同而不同(见表l)。采用表1中7号与10号合金，经包覆药皮制成焊条与A3钢进行堆焊后制 成试块，与目前国内通用的，认为较好的X国150及莱立特(铸造碳化钨)、 938堆焊试块送国家级检测单位——中南大学粉末冶金研究院，同条件下进行对 比测试，在美国制造的UMT-3微摩擦磨损机上进行摩擦系数对比实验，其被磨 体磨头直径为0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬质合金焊丝或焊条，其特征是其硬质相为碳化钨或碳化钛、碳化钨与碳化钛的复合碳化物、碳化钨的氮化物、碳化钛的氮化物、铬、钽、铌金属或铬、钽、铌金属化合物中的一种或多种，其粘结相为鉄、镍、钴中的一种或多种；各组分按重量百分比记：硬质相３０－９５％，粘结相５－７０％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭庆虎，帅进，郭勇，
申请(专利权)人：郭庆虎，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]