一种抗磨料磨损的堆焊药芯焊丝，由钢带包裹合金粉通过拉丝摸，逐道拉拔、减径制成，其特征是：所述堆焊药芯焊丝直径为２．４ｍｍ～３．２ｍｍ，长度任意设定；所述钢带是宽度为１８～２２ｍｍ、厚度为０．４５～０．６ｍｍ的ＳＰＣＣ、０８Ａ、０８Ａｌ钢带之一；所述合金粉的粒度为－８０目～＋３００目，其化学成分以质量百分比计，Ｃ为２．０％～５．２％、Ｃｒ为１２．０％～３４．０％、Ｍｎ为０．３％～２．０％、Ｓｉ为０．４％～２．５％、Ｎｉ不超过６．０％、Ｍｏ不超过５．５％、Ｗ不超过１８．０％、Ｂ不超过３．８％，Ｖ不超过１２．０％，Ｎ不超过０．５％，Ｓ小于０．０４％、Ｐ小于０．０４％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种焊接材料，尤其涉及一种抗磨料磨损的堆焊用药芯焊丝及其制备方法。
技术介绍
目前，提高部件耐磨性、延长使用寿命的最佳解决方案是在便宜且韧塑性好的芯部 零件表面制备上耐磨层。堆焊、热喷涂、气相沉积、电镀等技术是制备耐磨层的常用方 法。堆焊因工艺简单、设备投资少、操作灵活、适应面广而被广泛应用。由于药芯焊丝 成分调整相当方便，从而使采用药芯焊丝堆焊成为最通用的工艺。药芯焊丝由薄壁钢管和其内部填充的混合粉末构成。药芯焊丝的制造工艺涉及各种 粉末的混合，以及随后将混合粉末填加到具有一定形状的金属外皮中，随后拉拔到最终 尺寸及巻绕。药芯中合金或金属粉末的组成、配比、均匀性以及填充率对药芯焊丝的工艺性能、 使用性能等有重要影响。药芯焊丝，特别是金属粉芯焊丝所用药粉均采用混合均匀的合 金或金属粉末作为药粉。如公开号CN1775454A的专利"高抗裂耐磨高铬铸铁型堆焊药 芯焊丝"，其药粉为碳化络、钒铁、硅铁、金属锰、硼铁、钛铁、铌铁、钼铁、铝镁合 金等粉末混合制成。公开号CN1562552A"—种氮合金化的硬面合金药芯焊丝材料"，其 药芯粉由合金粉与矿物粉混合而成，合金粉包括高碳铬铁、低碳铬铁、稀土硅、铝镁合 金、金属锰、钼铁、钒铁、钛铁、金属镍、氮化铬等，需要反复搅拌以保证混合好的药 粉均匀。由于药粉所采用的粉末比重不同，混合时比重大的容易沉积到下面，从而影响 到药粉的均匀性，最终将影响药芯焊丝的质量和稳定性。钢铁企业在生产板材过程中，由于定尺的需要大约产生钢产量5%左右的板头和板 边，钢材用户也会产生一定量的边角料。这些板头、板边目前多作为废钢处理了，有的 回炉、有的用于小部件制造，西炉造成合金元素的大量烧损，没有充分发挥其成分、性 能稳定，杂质含量少的优越性。随着钢铁冶金企业装备水平和冶炼技术的提高，高品质板材的产量日益增加，这类 板材生产过程中产生的板头、板边杂质(S、 P、 N、 0等)含量较低，有益的合金元素含 量较多且稳定，符合焊接材料用钢的要求。如DB590钢的化学成分(质量百分比)为 C 0. 067%、 Si 0. 305%、 Mn 1. 439%、 P 0. 019%、 S 0. 008%、 Nb 0. 041%、 Cu 0.108%、 Ti 0. 021%、 B 0. 0010%; X70钢的化学成分(质量百分比)为C 0. 06%、 Si 0. 25%、 Mn 1. 46%、 P 0.012%、 S 0.003%、 Mo 0.22%、 Ni 0.20%、 Cu 0.22% (DB590钢和X70钢内容详见专 利CN1152767C)。专利技术专利CN1947924A "—种利用钢板边角料生产焊接材料的方法"，公开了利用钢 板边角料生产实芯焊丝的技术。专利技术专利CN101015887A "堆焊用填充金属颗粒及其制备 方法"，公开了利用板头、板边、边角料生产堆焊用合金颗粒的技术'。专利技术专利 CN101011783A "焊接用填充金属颗粒及其制备方法"，公开了利用板头、板边、边角料 生产焊接用填充金属颗粒的技术。上述专利为本申请者提出的利用钢铁企业的板头、板 边等自产废钢生产焊接材料的相关技术，但所述焊接材料没有涉及药芯焊丝，以上专利制备的合金颗粒的粒径为0. 1 5. 0rnm，无法用于生产直径3. 2mra以下的药芯焊丝。随着机械零部件使用工况的日益苛刻，磨料磨损的工况更加复杂，如常温、高温、 腐蚀环境等，对低成本、使用方便、生产效率高、性能优异、质量稳定可靠的抗磨料磨 损堆焊用药芯焊丝的需求也日益增加。针对现有堆焊药芯焊丝所用药粉采用机械混合工艺，容易造成成分不均匀，难以保 证药芯焊丝质量的缺点和不足，以及钢铁企业优质自产废钢(杂质含量少、含有有益合 金元素)的开发利用问题，本专利技术提出了一种抗磨料磨损堆焊药芯焊丝及其生产方法。本专利技术的技术构思是选择杂质(S、 P、 O等)含量较低的废钢，依据所选废钢的 化学成分并根据欲制合金粉的化学成分指标，确定添加合金剂的种类及数量，然后采用中频感应熔炼炉将其熔化成钢水，并将上述钢水制成能满足堆焊金属成分要求的合金粉。用现有的药芯焊丝生产设备，将钢带轧制成u形，再向u形糟中加入合金粉，将u形槽合口，使合金粉包裹其中，得到药芯焊丝坯料，通过拉丝摸，将坯料逐道拉拔、减径，最后使其直径达到2. 4mm 3. 2ram,得到最终产品。制粉的熔化过程使其成分能够完全均匀化，并且已熔炼成合金的粉末，其熔点比粉 料的机械混合物低，熔化由上述合金粉制成的药芯焊丝所需的热量降低，从而提高了药 芯焊丝的熔敷速度，减小了母材的稀释率。本专利技术所述抗磨料磨损的堆焊药芯焊丝，由钢带包裹合金粉通过拉丝摸，逐道拉拔、 减径制成，其特征是所述堆焊药芯焊丝直径为2.4ram 3.2mm，长度任意设定；所述钢 带是宽度为18mra 22ram、厚度为0. 45mrn 0. 6咖的SPCC、 08A、 08A1钢带之一；所述合 金粉的粒度为-80目 +300目，其化学成分以质量百分比计，C为2.0% 5.2%、 Cr为 12. 0%~34, 0%、 Mn为0. 3% 2. 0%、 Si为0. 4% 2. 5%、 Ni不超过6. 0%、 Mo不超过5. 5%、 W不超过18. 0%、 B不超过3. 8%, V不超过12. 0%， N不超过0. 5%, S小于0. 04%、 P小于 0. 04%。合金粉中合金元素的作用如下C对基体组织、碳化物的数量、分布和性能有决定性的影响，可以显著改变堆焊金 属的硬度、强度和耐磨性；Cr主要固溶于奥氏体和富集在铬的碳化物中，少量分布在其它类型的碳化物中； V部分固溶于奥氏体，部分形成碳化物并富集在铬的碳化物中，具有细化晶粒的作用；B是强硼化物形成元素，微量的B可显著提高钢的淬透性，使金属材料的耐磨性得 到很大的提高；Mo部分固溶于基体中，是提高淬透性的有效元素；W和Mo具有相似的特性， 一部分固溶于基体，提高淬透性，细化奥氏体树枝状晶； Ni无限固溶于奥氏体，是稳定奥氏体的主要合金元素，不形成任何形式的碳化物； Mn具有扩大奥氏体相区的作用，在合金粉中主要起脱氧作用，提高其他合金元素 的过渡系数；Si主要固溶于基体，促使形成硬而脆的马氏体和微观裂纹，在合金粉中主要起脱氧作用，提高其他合金元素的过渡系数；N与C一样均为间隙溶质原子，并都能与V， Cr、 Ti等合金元素形成第二相质点。 用N代替部分C进行合金化，形成含有碳化物、氮化物、碳氮化物复合硬质相堆焊金属， 克服仅含碳化物硬质相的堆焊合金在较高温度服役时，碳化物质点发生碳扩散，造成碳 化物分解或类型转变，縮短使用寿命的弊端。上述合金粉除了以上要求的合金元素之外，允许含有一定量的作为杂质存在的其他 元素，其含量以不影响堆焊金属的性能为原则。其中所述合金粉由废钢和合金剂制得，其制备方法是(1) 废钢的选择废钢化学成分以质量百分比计，S小于0.035%、 P小于0.035%， 其他化学成分应满足C为0. 05% 2. 0%、 Mn为0. 2% 2. 0%、 Si为0. 05% 2. 5%、 Cr不 超过20%、 Ni不超过6. 0%、 Mo不超过3. 5%、 W不超过15. 0%、 B不超过本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种抗磨料磨损的堆焊药芯焊丝，由钢带包裹合金粉通过拉丝摸，逐道拉拔、减径制成，其特征是：所述堆焊药芯焊丝直径为２．４ｍｍ～３．２ｍｍ，长度任意设定；所述钢带是宽度为１８～２２ｍｍ、厚度为０．４５～０．６ｍｍ的ＳＰＣＣ、０８Ａ、０８Ａｌ钢带之一；所述合金粉的粒度为－８０目～＋３００目，其化学成分以质量百分比计，Ｃ为２．０％～５．２％、Ｃｒ为１２．０％～３４．０％、Ｍｎ为０．３％～２．０％、Ｓｉ为０．４％～２．５％、Ｎｉ不超过６．０％、Ｍｏ不超过５．５％、Ｗ不超过１８．０％、Ｂ不超过３．８％，Ｖ不超过１２．０％，Ｎ不超过０．５％，Ｓ小于０．０４％、Ｐ小于０．０４％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙俊生，支开印，王永，范存超，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：88
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