【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于焊接材料，具体涉及一种易磨损件表面堆焊耐磨合金用药芯焊丝。
技术介绍
1、耐磨堆焊技术以其操作简便性、成本低廉性及工况高适应性成为近几年耐磨
研究的热点，堆焊材料多用焊条或焊丝(包括实芯焊丝和药芯焊丝)，而药芯焊丝由于具备药芯粉的配比可任意调整、制备过程简单等优点，应用领域越来越广。
2、目前，耐磨堆焊药芯焊丝的药芯配方中主要是添加硬质相如立方氮化硼等，为了提高与合金的结合状态通常采用纳米立方氮化硼，但采用添加纳米立方氮化硼作为硬质相来增强堆焊合金的耐磨性时存在的问题是：由于纳米尺寸效应使立方氮化硼颗粒表面能处于不稳定状态并积累了大量的电荷、界面原子和电荷转移的相互耦合等原因，使纳米立方氮化硼颗粒存在明显的团聚现象，在制备药芯焊丝的混粉(即将药芯粉混合均匀)过程中，纳米立方氮化硼颗粒不易分散，会发生团聚现象。而堆焊过程是一个热源移动的过程，熔池的熔化及凝固时间短，造成堆焊合金中的纳米立方氮化硼颗粒出现团聚现象，最终出现堆焊合金硬度不均匀、团聚的纳米立方氮化硼与堆焊合金基体结合不牢固易从基体中脱落的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种易磨损件表面堆焊耐磨合金用药芯焊丝，解决的技术问题是：如何使堆焊合金中的纳米立方氮化硼颗粒分散均匀。
2、本专利技术采用如下技术方案：
3、一种易磨损件表面堆焊耐磨合金用药芯焊丝，包括外皮和药芯，
4、所述外皮采用冷轧低碳钢带制备，冷轧低碳钢带的厚度为0.5mm-1.0mm。p>
5、所述药芯的化学成分及用量按质量百分比计为：表面改性的fht40·30还原铁粉12.0％-16.0％，萤石粉4.0％-6.5％，金红石粉5.0％-8.0％，碳酸钾2.0％-3.6％，feti60-a钛铁2.5％-4.0％，femn78c2.0中碳锰铁4.2％-5.5％，ggfesi93al3.0硅铁4.0％-5.0％，fev80-a钒铁3.5％-4.5％，femo60-a钼铁3.8％-5.0％，余量为fht100·25还原铁粉；
6、所述表面改性的fht40·30还原铁粉，是在fht40·30还原铁粉表面修饰有纳米立方氮化硼，其制备方法如下：
7、s1：将双氧水与浓硫酸按照体积比1:3混合，制得液体ⅰ并移入三颈瓶中；
8、s2：将质量为液体ⅰ质量10％的纳米立方氮化硼加入到液体ⅰ中，用聚四氟乙烯磁转子搅拌15min，得到液体ⅱ，所述纳米立方氮化硼的粒径为50nm-70nm；
9、s3：将s2中得到的液体ⅱ在10000转/min的离心速率下离心处理15min后得到固体a，将固体a经超声分散后再进行洗涤，然后在110℃-120℃下烘干45min，得到表面修饰有羟基的纳米立方氮化硼；
10、s4：制备h2o与无水乙醇体积比为1:10的溶液，记为液体ⅲ；
11、s5：将s3中得到的表面修饰有羟基的纳米立方氮化硼放入s4制备的液体ⅲ中，表面修饰有羟基的纳米立方氮化硼与液体ⅲ体积比为1:10，通过超声分散的方法形成稳定的液体，记为液体ⅳ；
12、s6：向s5中得到的液体ⅳ中加入体积为液体ⅳ体积1％的偶联剂，再加入体积为液体ⅳ体积7％的氨水，在20℃-30℃下搅拌60min，得到液体ⅴ，所述偶联剂为γ-巯丙基甲级二甲氧基硅烷；
13、s7：将s6中得到的液体ⅴ在10000转/min的离心速率下离心处理15min后得到固体b，将固体b经超声分散到与液体ⅲ体积相同的无水乙醇中，得到液体ⅵ；
14、s8：向s7中得到液体ⅵ中加入质量为s2中所述纳米立方氮化硼质量1000％的fht40·30还原铁粉，充分搅拌60min，得到液体ⅶ，所述fht40·30还原铁粉的粒径为60μm-80μm；
15、s9：将s8中得到的液体ⅶ在5000转/min的离心速率下离心处理15min后得到固体c，固体c即为表面改性的fht40·30还原铁粉；
16、本专利技术中通过对纳米立方氮化硼氧化处理，在纳米立方氮化硼表面引入了羟基，羟基化的纳米立方氮化硼在偶联剂存在的情况下偶合巯基，巯基和金属铁可以发生配位作用，从而将纳米立方氮化硼连接在微米级的还原铁粉表面。
17、所述萤石粉、金红石粉、碳酸钾、feti60-a钛铁、femn78c2.0中碳锰铁、ggfesi93al3.0硅铁、fev80-a钒铁、femo60-a钼铁、fht100·25还原铁粉的100目通过率为100％且300目通过率为0％。
18、所述药芯的填充率为30％-38％，即药芯的质量占焊丝总质量的30％-38％。
19、所述药芯的化学成分及用量按质量百分比计为：表面改性的fht40·30还原铁粉14.0％，萤石粉5.2％，金红石粉6.5％，碳酸钾2.8％，feti60-a钛铁3.2％，femn78c2.0中碳锰铁4.8％，ggfesi93al3.0硅铁4.5％，fev80-a钒铁4.0％，femo60-a钼铁4.4％，余量为fht100·25还原铁粉。
20、所述药芯焊丝直径为2.4mm-8.0mm，优选3.0mm-6.0mm。
21、药芯焊丝的制备过程为：配料→混粉→将冷轧低碳钢带弯成u形→将混好的药芯粉加入到钢带u形槽中→将u形钢带合成o形→拉拔。
22、本专利技术具有以下有益技术效果：
23、本专利技术将径粒为纳米级别(50nm-70nm)的立方氮化硼颗粒修饰在粒径为微米级(60μm-80μm)的fht40·30还原铁粉表面，在制备药芯焊丝的过程中，进入混粉工序时，微米级的表面改性的fht40·30还原铁粉颗粒可以均匀分布在药芯粉中。堆焊时焊接热源是移动的，熔池的形成及凝固时间短，fht40·30还原铁粉会熔化，但纳米级别的立方氮化硼颗粒大部分不会熔化，由于纳米立方氮化硼随着微米级别的fht40·30还原铁粉在药芯中混合均匀，纳米立方氮化硼颗粒则会在凝固后的合金中均匀分布，有效增加了与基体的结合力，堆焊合金的耐磨性能显著提高。实验表明：利用本专利技术药芯焊丝制备的堆焊合金耐磨性是单独加入纳米立方氮化硼制备的堆焊合金耐磨性的2.3倍以上。
24、本专利技术的核心在于将纳米立方氮化硼修饰在微米级的fht40·30还原铁粉上，制备药芯时可以混粉均匀，堆焊后形成的合金中纳米立方氮化硼弥散分布、不团聚，堆焊合金耐磨性好。
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1.一种易磨损件表面堆焊耐磨合金用药芯焊丝，包括外皮和药芯，其特征在于，所述外皮采用冷轧低碳钢带制备，所述药芯的化学成分及用量按质量百分比计为：表面改性的FHT40·30还原铁粉12.0％-16.0％，萤石粉4.0％-6.5％，金红石粉5.0％-8.0％，碳酸钾2.0％-3.6％，FeTi60-A钛铁2.5％-4.0％，FeMn78C2.0中碳锰铁4.2％-5.5％，GGFeSi93Al3.0硅铁4.0％-5.0％，FeV80-A钒铁3.5％-4.5％，FeMo60-A钼铁3.8％-5.0％，余量为FHT100·25还原铁粉；
2.根据权利要求1所述的易磨损件表面堆焊耐磨合金用药芯焊丝，包括外皮和药芯，其特征在于在于，所述药芯的化学成分及用量按质量百分比计为：表面改性的FHT40·30还原铁粉14.0％，萤石粉5.2％，金红石粉6.5％，碳酸钾2.8％，FeTi60-A钛铁3.2％，FeMn78C2.0中碳锰铁4.8％，GGFeSi93Al3.0硅铁4.5％，FeV80-A钒铁4.0％，FeMo60-A钼铁4.4％，余量为FHT100·25还原铁粉。
3.
4.根据权利要求1所述的易磨损件表面堆焊耐磨合金用药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝直径为2.4mm-8.0mm，优选3.0mm-6.0mm。
...【技术特征摘要】
1.一种易磨损件表面堆焊耐磨合金用药芯焊丝，包括外皮和药芯，其特征在于，所述外皮采用冷轧低碳钢带制备，所述药芯的化学成分及用量按质量百分比计为：表面改性的fht40·30还原铁粉12.0％-16.0％，萤石粉4.0％-6.5％，金红石粉5.0％-8.0％，碳酸钾2.0％-3.6％，feti60-a钛铁2.5％-4.0％，femn78c2.0中碳锰铁4.2％-5.5％，ggfesi93al3.0硅铁4.0％-5.0％，fev80-a钒铁3.5％-4.5％，femo60-a钼铁3.8％-5.0％，余量为fht100·25还原铁粉；
2.根据权利要求1所述的易磨损件表面堆焊耐磨合金用药芯焊丝，包括外皮和药芯，其特征在于在...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜新，徐莹，陈永，陈志民，苏旭，符婷凤，方艺博，李永刚，潘继民，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
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