本发明专利技术提供一种模具堆焊用自保护药芯焊丝，以钢带为外皮填充药芯制成，药芯成分按质量百分比为：10～20%的微碳铬铁；8～15%的硅锰合金；6～10%的钛铁；2～5%的石墨；1～5%的铝镁合金；金红石3～5%；冰晶石1～3%；三氧化二铝2～4%；5～10%的钼铁，0.5～4%的铌铁，0.1～3%的钒铁，1～3%的钨粉，余量为铁粉。所提供的焊丝在熔敷金属成分及热疲劳抗力性能优良的基础上，具有焊缝成型美观，表面清洁无渣，焊接过程自保护效果良好等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种药芯焊丝，属于材料加工工程中的焊接领域，适用于于工作在耐冷热疲劳，耐金属间磨损，抗冲击，抗磨损工作条件下的模具类材料的修复焊接。
技术介绍
我国模具制造周期一般为工业发达国家的两倍，而使用寿命仅为五分之二，因此，提高模具寿命，降低模具成本具有十分重要的现实意义。随着近年来再制造技术的兴起，通过堆焊的方法对模具进行修复，逐渐为模具行业工作者重视、采用并认可。生产实践证明，堆焊修复或制造模具，极大地节约了资源，降低了综合成本。目前模具堆焊焊接材料仍以焊条为主，同时气保护药芯焊丝逐步得到了推广使用。手工电弧焊工作效率低，工人工作环境恶劣，劳动强度大，材料浪费严重。气保护药芯焊丝电弧焊接需要外加保护气体，额外增加了焊接辅材费用，应用场合也受到了一定限制。针对上述情况，需要开发出一种模具堆焊用自保护药芯焊丝。该焊丝材料成本相对较低，应用场合灵活，熔敷速度极快，焊接工艺良好，具有良好的市场应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种模具堆焊用自保护药芯焊丝，其特征在于通过碳钢钢带H08A包裹药芯成分，药芯成分以石墨作为主要造气剂，其他合金元素参与脱氧(固氮)反应来实现对焊接熔池的自保护，因此焊缝成型美观，焊渣少。一种模具堆焊用自保护药芯焊丝，是在钢制的外皮内填充药芯，其特征在于，药芯为焊丝总重的20-40%，所述的药芯成分质量百分比范围如下 10 20%的微碳铬铁；8 15%的硅锰合金；6 10%的钛铁；2 5%的石墨；1 5%的铝镁合金；金红石3 5% ;冰晶石I 3% ;三氧化二铝2 4% ；5 10%的钥铁，O. 5 4%的铌铁，O.1 3%的钒铁，I 3%的钨粉，余量为铁粉。微碳铬铁和石墨向焊缝金属中过渡合金元素。在堆焊材料的设计中，碳是最重要的强化元素，同时也是致脆元素。碳化物类型、数量及分布形态是影响材料耐磨性的关键因素。铬量是决定碳化物类型的主要因素。在一般的干磨损条件下，铬碳比是一个很重要的参数。随着铬碳比增大，共晶碳化物的形貌经历了连续网状一层状片一条状的变化过程。同时铬碳比增大，组织的韧性也提高。另一方面，石墨在高温下是极强的脱氧剂，氧化后产生CO、CO2气体起保护熔池作用；再则由于石墨在高温下脱氧能力突出，保证了合金元素的过渡；此外石墨本身导电，且参与脱氧反应可产生大量的热，有利于金属的热电离，从而提高焊丝的引弧和稳弧性能，改善电弧稳定性。硅锰合金在焊接过程中脱氧脱硫，产生大量的热以加快焊接反应速度；部分锰受热形成锰蒸汽降低周围氮分压；向焊缝金属中过渡合金元素，提高焊缝金属的强度和硬度。钛铁脱氧、固氮，细化晶粒，提高焊缝金属韧性。铝镁合金对氧的亲和力很强，可以通过先期脱氧来降低电弧气氛的氧化势，对熔滴形成、长大以及过渡这一阶段形成保护，具体脱氧反应为2A1+3C02=3C0+A12034A1+302=2A1203Mg+02=2Mg0 铝镁合金在降低电弧气氛的氧化势的同时使电弧气相中NO的分压降低，从而使氮溶入液态金属的数量减少。此外，铝与氮有很强的结合能力，可以形成稳定的氮化物且不溶于液态钢而进入熔渣，铝还可以在熔池中与氮发生以下反应 [Al]+ [N] = [A1N] 式中[Al]、[N]、[A1N]分别是液态金属中Al、N、AlN的浓度。 钥铁、钒铁、铌铁、钨粉均为强碳化物形成元素，在熔池中优先析出，有利于细化晶粒。同时与Cr、C形成复合碳化物，提高堆焊层的耐磨性、尤其是高温耐磨性。本专利技术的制备方法采用现有的药芯焊丝制备设备即可生产，包括以下步骤 1、利用成型轧辊将低碳钢钢带轧成U形，然后通过送粉装置将本专利技术的药芯材料按本专利技术焊丝总重的20 40%加入到U形槽中； 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1.8 3. 2mm，得到最终产品。本专利技术的堆焊明弧自保护药芯焊丝能够用于各类模具的修复与制造。附图说明图1 Coffin型热疲劳试样示意图。具体实施例方式下面结合实施例做进一步说明。实施例1. 称取微碳铬铁15g ;娃猛合金IOg ;钛铁8g ;石墨4g ;招镁合金3g ；金红石4g ;冰晶石38;三氧化二铝48;钥铁98，铌铁0.58，钒铁38，钨粉28，铁粉34.58。共IOOg粉末。所取的粉末均通过80目的筛子。将所取各种粉末放入混粉机内混合45分钟，然后把混合粉末加入U形的12 X O. 5mm的H08A碳钢钢带槽中，填充率为30%。再将U形槽合口，使药粉包裹其中。接着使其分别通过直径为 4. 10mm、3. 80mm、3. 45mm、3. 15mm、2. 85mm、2. 60mm、2. 40mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后获得直径为2. 4mm的产品。在无气体保护条件下焊接，焊接电流为450 550A，焊接电压为28 34V，焊接速度为O. 5m/min，层间温度控制在200 300°C，堆焊4层。该焊丝堆焊层的硬度为HRC48。其热疲劳抗力见表I。可以堆焊修复热锻类模具。实施例2. 称取微碳铬铁18g ;娃猛合金12g ;钛铁6g ;石墨3g ;招镁合金2g ；金红石3g ;冰晶石2g ;三氧化二铝4g ;钥铁8g，铌铁lg，钒铁2g，钨粉3g，铁粉36g。共IOOg粉末。所取的粉末均通过80目的筛子。将所取各种粉末放入混粉机内混合45分钟，然后把混合粉末加入U形的12 X O. 5mm的H08A碳钢钢带槽中，填充率为30%。再将U形槽合口，使药粉包裹其中。接着使其分别通过直径为 4. 10mm、3. 80mm、3. 45mm、3. 15mm、2. 85mm、2. 60mm、2. 40mm 的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后获得直径为2. 4mm的产品。在无气体保护条件下焊接，焊接电流为450 550A，焊接电压为28 34V，焊接速度为O. 5m/min，层间温度控制在200 300°C，堆焊4层。该焊丝堆焊层的硬度为HRC50。其热疲劳抗力见表I。可以堆焊修复热锻类模具。实施例3. 称取微碳铬铁12g ;硅锰合金Ilg ;钛铁7g ;石墨2g ;铝镁合金5g ；金红石5g ;冰晶石Ig ;三氧化二铝2g ;钥铁6g，铌铁2g，钒铁O. 8g，钨粉3g，铁粉43. 2g。共IOOg粉末。所取的粉末均通过80目的筛子。将所取各种粉末放入混粉机内混合45分钟，然后把混合粉末加入U形的12 X O. 5mm的H08A碳钢钢带槽中，填充率为30%。再将U形槽合口，使药粉包裹其中。接着使其分别通过直径为 4. 10mm、3. 80mm、3. 45mm、3. 15mm、2. 85mm、2. 60mm、2. 40mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后获得直径为2. 4mm的产品。在无气体保护条件下焊接，焊接电流为450 550A，焊接电压为28 34V，焊接速度为O. 5m/min，层间温度控制在200 300°C，堆焊4层。该焊丝堆焊层的硬度为HRC46。其热疲劳抗力见表I。可以堆焊修复热锻类模具。实施例4. 称取微碳铬铁Hg ;硅锰合金12g ;钛铁9g ;石墨3g ;铝镁合金2g ；金红石3g ;冰晶石2g ;三氧化二铝3g ;钥铁9g，铌铁3g，钒铁2g，钨粉lg，铁粉37g。共IOOg粉末。所取本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种模具堆焊用自保护药芯焊丝，是在钢制的外皮内填充药芯，其特征在于，药芯为焊丝总重的20?40%，所述的药芯成分质量百分比范围如下：10～20%的微碳铬铁；8～15%的硅锰合金；6～10%的钛铁；2～5%的石墨；1～5%的铝镁合金；?金红石3～5%；冰晶石1～3%；三氧化二铝2～4%；5～10%的钼铁，0.5～4%的铌铁，0.1～3%的钒铁，1～3%的钨粉，余量为铁粉。
【技术特征摘要】
1.一种模具堆焊用自保护药芯焊丝，是在钢制的外皮内填充药芯，其特征在于，药芯为焊丝总重的20-40%，所述的药芯成分质量百分比范围如下10 20%的微碳铬铁；8 15%的硅锰合金；6 10%...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘仁培，魏艳红，刘大双，
申请(专利权)人：南京江联焊接技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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