一种热作模具的堆焊焊丝制造技术

一种热作模具的堆焊焊丝，该焊丝的材料是含有Ｃ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｖ和Ｓｉ、Ｍｎ的铁基合金，其特征在于成分的选择范围是（Ｗｔ％）：Ｃ０．４－１．２％、Ｃｒ２－１０％、Ｍｏ２－６％、Ｎｉ０．３－５％、Ｖ１－５％、Ｓｉ０．５－２．０％、Ｍｎ０．２－２％。其生产工艺可选用中频应炉双联熔炼、电渣提纯、锻造、热轧后拉丝成材；也可选用中频感应炉熔炼，氩气保护、计算机控制下水平连铸，并一次拉丝成材。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种堆焊材料，特别是涉及一种用以修复或者予强化热作模具的堆焊焊丝。热作模具广泛应用于高速锻造、精密锻造、热挤压、热锻造，甚少切削或无切削工艺，因其是在变形量大，生产速度快、并需保证良好的工件质量的工况下服役，所以使用寿命都偏低，例如由于模具塌陷或局部塑性流变失效，常使几公斤甚至几百公斤重的模具被迫报废，因此热作模具应当具有优良的高温强度、红硬性、耐磨性、抗氧化性、热稳定性以及抗冷热疲劳性和加工性等综合性能。但是，现有的模具钢均难以满足这一严格要求。为了延长热作模具的使用寿命，需要一种具有高强度，并有一定韧性的堆焊材料，用以对报废的热作模具进行堆焊修复；或者对新的热作模具进行予强化处理。据委托山东省科技情报研究所检索中心的检索报告称，在现有专利数据库内，查到一篇用电渣堆焊技术翻新废理锻模的工艺方法的专利技术专利，未发现有热作模具堆焊焊丝的报导。本专利技术的目的是为了克服上述的技术缺陷，研制一种具有高强度、高红硬性、高耐磨性、高抗氧化性；并有良好的韧性、热稳定性以及抗冷热疲劳性和加工性的热作模具堆焊焊丝，并利用这种堆焊焊丝，修复或者予强化热作模具，使其使用寿命提得以显著提高。本专利技术的目的是这样实现的研制一种由C-Cr-Mo-Ni-V予强化的，具有高纯度和优良综合性能的铁基合金，并将其加工成堆焊焊丝。附图所示是本专利技术堆焊焊丝在堆焊后的退火工艺参数。本专利技术的热作模具堆焊焊丝具有高强度、高红硬性、高耐磨性、高回火稳定性以及良好的韧性、焊接性和加工性能。它可用于在高温、粉尘、冷热疲劳和反复冲击等恶劣工况下服役的模具。而且这种堆焊焊丝如果选用氩弧焊堆焊工艺时，其焊缝的热影响区小，堆焊金属和附近模体的晶粒粗大、树枝状结晶非常明显，化学成分偏折较少，焊缝光洁、无夹渣、气孔、气泡及裂纹，堆焊层的硬度可达HRc50--58。因而经修复或者予强化处理后的热作模具，使用寿命至少可比原模具提高一倍以上，成本则仅为原模具的20-40％。本专利技术的具体实施方案如下1、成分范围堆焊焊丝的材料是一种含有C-Cr-Mo-Ni-V和Si、Mn的铁基合金。其成分的选择范围是(Wt％)C0.4-1.2％、Cr2-10％、Mo2-6％、V1-5％、Si0.5-2.0％、Mn0.2-2％。为了增强合金的强韧性，可加入适量的变质剂P1P2。2、化学成分的确定原则碳对热作模具的强韧性影响最大，在合金的各元素配合下，弥散分布的碳化物，为获得较高的硬度和高温强度创造了重要条件。铬主要是提高淬透性和高温抗氧性。它具有在高温状态下强化相的作用，且因其自身具有很高的耐热性能，所以是很优良的抗氧化的基本金属。钼因其能形成各种形式的碳化物，对提高高温强度有很大贡献。钼有增进钒的强化作用，但含量过高，则会增加淬态未溶碳化物的数量，降低钢的塑性和韧性，对650℃以上的高温强度也产生不利的影响。实践证明本专利技术的钼含量是适宜的。镍能提高钢的回火抗力，有利于提高钢的高温强度，对韧性也有好的影响。镍降低临界温度，若含量过高，对退火和切削加工的性能有不利影响。钒是强化碳化物形成的元素。淬火马氏体中的钒回火时以V2C3型碳化物析出，它的稳定性高，是提高二次硬度和高温强度的重要组成物。钒的含量与碳含量密切相关。本合金中的钒碳配合是适宜的。变质剂P1P2主要作用是净化晶界、细化晶粒、强化合金，提高合金的强韧性和综合性能。3、主要生产工艺为了保证合金材料的高纯净度，其生产工艺可选用中频感应炉双联熔炼和电渣提纯，而后经锻造、热轧和拉丝成材；也可选用中频感应炉溶炼、氩气保护，计算机控制下水平连铸，并一次拉丝成材。上述两种生产工艺基本上均采用常规的工艺操作规程。为了确保热作模具在修复或者予强化后的综合性能，本专利技术的堆焊焊丝在使用时可选用氩弧焊的堆焊工艺。鉴于产生堆焊裂纹的主要原因之一是堆焊焊接的工艺参数选择不当，造成焊缝熔池过深，致使焊缝结晶时，脆弱区在焊接应力的作用下产生裂纹。为此正确的堆焊工艺参数应当是 </tables>利用本专利技术的堆焊焊丝修复或者予化热作模具时，可参考以下的操作程序(1)在原模腔边向外扩大10mm，加工出腔型；(2)施焊时，堆焊五层，第一层(即最下层)及最后一层(即最上层)采用允许的最少电流量；(3)弧焰保持在2-3mm长，并埋在熔池里；(4)堆焊的上一层方向与下一层方向相反，例如下一层是从右到左，则上一层应为自左到右；(5)若第一层收尾时出现小裂纹，可用不锈钢焊条修焊；(6)堆焊后，在500-550℃的状态下，及对进行等温退火，用以消除堆焊后的残余应力，退火的工艺参数如附图所示。以下实施例进一步说明本专利技术的性能及效果实施例1 青岛工具二厂切边热锻模，采用本专利技术堆焊修复热锻模后，使用寿命为原3C2W8V钢的二倍以上，而成本仅为原模具的1/5，其成分和性能如下C0.48％、Cr5.2％、Mo3.5％、V1％、Ni1.5％、Si0.70％、Mn0.7％、HRC53。采用中频感应炉熔炼，中间包保温，氩气保护，计算机控制、水平连铸，一次液拉成丝材，制成直径4mm，直径6mm焊丝。实施例2 龙口工具厂 出口专用钳热丝模，采用本专利技术堆焊修复热锻模后，使用寿命为原热锻模的2倍，成本仅为原热锻模的1/3，其成份和性能如下C0.95％、Cr7.0％、Mo2.5％、V1.6％、Ni3.2％、Si1.2％、Mn0.2％、HRC58。采用中频感应炉溶炼、电渣炉提纯，经锻造、轧制成直径6mm、直径8mm焊丝。实施例3 青岛工具二厂 梅花搬手热锻模，开口搬手热锻模，采用本专利技术堆焊修复热锻模后，使用寿命提高1倍以上，成本仅为原模具的1/10，其成分和性能如下C0.69％、Cr6.1％、Mo2.3％、V2.8％、Ni2％、Si1.5％、Mn1.8％、HRC55。采用中频感应炉熔炼，中间包保温，氩气保护，计算机控制，水平连铸，液拉一次成材，制成直径5mm、8mm焊丝。权利要求1.一种热作模具的堆焊焊丝，该焊丝的材料是一种含有C、Cr、Mo、Ni、V和Si、Mn的铁基合金，其特征在于成分的选择范围是(Wt％)C0.4-1.2％、Cr2-10％、Mo2-6％、Ni0.3-5％、V1-5％、Si0.5-2.0％、Mn0.2-2％。2.按照权利要求1所说的热作模具堆焊焊丝，其特征在于该焊丝的生产工艺可选用(1)中频感应炉双联熔炼和电渣提纯后，经锻造、热轧和拉丝成材；或者(2)中频感应炉熔炼、氩气保护、计算机控制下水平连铸，并一次拉丝成材。全文摘要一种热作模具的堆焊焊丝，该焊丝的材料是含有C、Cr、Mo、Ni、V和Si、Mn的铁基合金，其特征在于成分的选择范围是(Wt％)C0.4-1.2％、Cr2-10％、Mo2-6％、Ni0.3-5％、V1-5％、Si0.5-2.0％、Mn0.2-2％。其生产工艺可选用中频应炉双联熔炼、电渣提纯、锻造、热轧后拉丝成材；也可选用中频感应炉熔炼，氩气保护、计算机控制下水平连铸，并一次拉丝成材。文档编号B23K35/30GK1160619SQ9611570公开日1997年10月1日 申请日期1996年3月25日 优先权日1996年3月25日专利技术者陈明兰, 吕家琈, 张发根 申请人:吕家琈, 陈明兰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热作模具的堆焊焊丝，该焊丝的材料是一种含有Ｃ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｖ和Ｓｉ、Ｍｎ的铁基合金，其特征在于成分的选择范围是（Ｗｔ％）：Ｃ０．４－１．２％、Ｃｒ２－１０％、Ｍｏ２－６％、Ｎｉ０．３－５％、Ｖ１－５％、Ｓｉ０．５－２．０％、Ｍｎ０．２－２％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明兰，吕家，张发根，
申请(专利权)人：吕家，陈明兰，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]