专利名称：含稀土的堆焊焊条及生产方法
技术领域：
本发明涉及一种烧结用单辊破碎机锤头堆焊焊条及生产方法。
背景技术：
烧结机主要应用于钢铁冶金工业上，作用是烧结得到烧结矿，它是
高炉炼4失的前一道工序。烧结机烧结后从其尾部落下的烧结矿须经过破 碎和筛分，使矿具有均一的粒度后才能进入高炉进行冶炼，我囯的烧结 矿破碎是采用一次破碎流程，所用设备为单辊破碎机，破碎后的烧结矿 须筛分，将所需粒度范围以外的过大或过小的烧结矿去除，其中过小的 矿重新烧结，而过大的矿则重新破碎。单辊破碎机是由星轮、轴辊、固 定篦及传动減速机构组成，星轮由锤头(又叫星齿)和套筒构成，锤头 是由锤柄和锤体构成，锤头结合在套筒上。锤头的作用借助套筒的旋转 与侧下方的乾板形成对烧结后从烧结机尾部卸下的尚处于750~850°C烧 结矿的剪切达到使烧结矿破碎的目的，工作的主要部位是锤体， 一般锤 头损坏都是由于锤体磨损或掉块严重引起的.
现有单辊破碎机锤头的锤体主要是整体铸造、部分或整体堆焊而成，
然后将其与锤柄焊接在一起，锤柄一般是在具有良好韧性基体上用耐磨 焊条如堆667焊条堆焊1 ~2层耐磨金属就可满足使用要求。整体铸造锤 体(常用^如高锰钢锤体)由于铸件内部有缩孔、偏析等缺陷，组织的 致密性差，降低了锤体的耐磨性；采用堆焊技术制造的锤体非常致密， 缺陷较铸造少，成分相同时其使用寿命较铸造的锤体长，同时堆焊方法 更容易生产高质量的锤体，目前采用的是带药皮的焊条，主要通过药皮
过渡的方式获得所需的成分，成分主要含C、 Si、 Mn、 Cr等元素，所有 的有药皮的焊条焊完后表面都有熔(焊)渣，需清除，因此，堆焊时的 层间温度不能太高，以利于渣铁的分离和脱渣，这就要求堆焊的锤体金 属硬度不能很高(一般《HRC50),虽然其韧性相对较好但耐磨性不够， 降低了锤头的使用寿命。要进一步提高锤体的耐磨性和锤头的使用寿命， 堆焊金属的硬度就必须更高(例如，硬度值》HRC60),就应含有更多的 合金元素和较高的碳含量，相应地堆焊时的层间温度须较高(硬度值> HRC60时，层间温度应》600。C ),以使堆焊层不产生冷裂紋或减少堆焊 层的冷裂紋数量，这在采用带药皮的焊条堆焊时几乎不可能，因为层间 温度较高使得焊缝清渣时的温度也较高(不低于层间温度)，此时渣铁分 离困难，焊渣^f艮难清理干净，焊缝极易形成夹渣，导致应力集中，降低 了焊接质量，降低了锤头的使用寿命；同时清理焊渣的时间长使焊缝温 度降低速率大，这给保持较高的层间温度带来了很大的难度，很难保证 焊接质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使锤头的锤体金属具有高耐磨性而韧性 较好，锤头寿命更长，堆焊制造时不易产生冷裂紋，焊接过程中不用清 理焊渣，待上道焊缝刚凝固就进行下一道焊缝焊接，使堆焊时层间温度 易保持较高，焊接质量更好，焊接生产效率更高的不带药皮的堆焊焊条。
为达到该目的，本发明的解决方案是
一种含稀土的堆焊焊条，没有药皮，只有焊芯，焊芯的成分为C: 3.2 % ~ 6.5 % 、 Si:0.4 % ~ 2.5 % 、 Mn: 0.4 % ~ 2.0 % 、 Re: 0.01 % ~ 1.0 % ,、 Cr: 10%~35%、 Mo: 0.0% ~ 2.0%、 Ni: 0.0% ~ 2.8%、 W: 0.0% ~ 2.5
%、 V: 0.0% ~ 1.5%、 Ti:0.0% ~ 1.0%、 Nb0.0%~1.5%、 Cu : 0.0% ~ 0.5%、 Al : 0.0% ~ 0.6%, S《0.08o/o, P<0.08%, [O]<0.08%, [N] < 0.08% , Fe: 59.64% ~ 85.99%。 C、 Si、 Mn、 Re、 Cr为必要基础成分， Mo、 Ni、 W、 V、 Nb、 Ti 、 Cu 、 Al为优选成分，必要基础成分不能减 少。
以上均为重量百分比，百分数之和为100%。
一种生产上述含稀土的堆焊焊条的方法，采用普通砂先造好(M3mm x300mm的铸造型腔，将型腔刷上普通涂料，烘干，再将中频感应炉冶 炼的铁水浇注到铸造型腔内，待铁水在型腔中冷却到室温后就制成焊条。
与现在使用的带药皮的焊条堆焊单辊破碎机锤头锤体技术相比，本 发明具有以下优点
1. 由于稀土在堆焊过程中同夹杂物反应生成的稀土化合物熔点较 高，在钢液凝固前析出，这些细小的质点，可作为非均质形核中心，降 低结晶过程的过冷度，不但可以减少锤体内部的偏析还可细化晶粒，提 高其强度、冲击性能和耐磨性。
焊棒不带药皮，缺少了药皮的保护，焊后的锤体中会含有比焊条堆 焊制造的锤体多的O、 S和夹渣等，在焊棒中加入稀土后，堆焊时稀土可 以置换钢中可能生成的硫化锰、氧化铝和硅铝酸盐夹杂物中的氧与硫， 形成稀土化合物，这些化合物中有部分从钢液中上浮进入渣中，从而使 锤体内部的夹杂物减少，同时硫化锰将被在高温塑性变形能力较小的稀 土氧化物或石克化物取代，它们为球状，不易产生应力 集中，乂人而才是高《垂体的韧性，改善锤体的抗疲劳性能。
2. Ti 、 V、 Nb都有较强的细化晶粒和固溶强化的能力，两种元素加 入比单独一种加入时的效果好，V和Nb还有较强的沉淀强化能力，且都 是强碳化物形成元素，所形成的碳化物高温稳定性好；Ti和Al联合加入细化晶粒的效果比只有Ti好。焊棒中加入这些元素后，堆焊制造的锤体 硬度高、晶粒尺寸小，高温耐磨性好，锤体金属的韧性较好。
3. 由于焊条没有药皮，焊接过程中不用清理焊渣，焊接生产效率高， 减轻了工人的劳动强度。
4. 由于焊4妄过程不用清理焊渣，层间温度高，金属的冷却速率慢， 堆焊耐磨性要求高的金属时可有效防止或减少锤体中裂紋的产生，提高 锤头的使用寿命。
5. 由于焊接材料中合金元素的数量多，若用带药皮的焊条，则焊条 配方复杂，设计和制造麻烦，而不带药皮的焊条可直接铸造而成，生产 工序简单，免去了药皮配方、设计等麻烦。
6. 生产好的带药皮的焊条药皮脆，易脱落，易潮，不易运输，焊前 需烘烤，生产和使用成本高，而不带药皮的焊条则生产、运输方便，生 产和使用成本低。
具体实施例
本发明下面将结合实施例作进一步详述
本发明采用普通砂先造好(J) 13mm x 300mm的铸造型腔，将型腔刷上 普通涂料，烘干。中频感应炉冶炼铁水，其成分(重量百分比)为C: 5.1 % 、 Si: 1.2 % 、 Mn: 1.6 % 、 Re: 0,35 % 、 Cr: 23 % , S < 0.050/o， P < 0.050/0, [O〗<0.01%, [N]<0.01%,其余为Fe。然后浇注，待铁水在型腔中冷却 到室温后就制成焊条，将焊条表面的砂清理干净即可使用。
焊条的堆焊金属表层平均硬度值HRC > 55.0。
本发明的又一优选方案是采用普通砂先造好cj) 13mm x 300mm的铸 造型腔，将型腔刷上普通涂料，烘干。中频感应炉冶炼铁水，其成分(重 量百分比)为C: 5.3%、 Si:1.2%、 Mn: 1.9%、 Re: 0.38%、 Cr: 22%、 Co: 0.10%, S《0.05%, P<0.05%， [O]<0.01%, [N]<0.01%，其余为Fe。然后浇注，待铁水在型腔中冷却到室温后就制成焊条，将焊条表面 的砂清理干净即可使用。
焊条的堆焊金属表层平均硬度值HRC > 55.0。
本发明的再一个优选方案是采用普通砂先造好(M3mm x 300mm的 铸造型腔，将型腔刷上普通涂料，烘干。中频感应炉冶炼铁水，其成分 (重量百分比)为C: 3.2°〉。、 Si:0.4%、 Mn: 0.4%、 Re: 0.01%、 Cr: 10%, S《0.02%， P《0.05%， [O]《0.01%， [N]《0.01%,其余为Fe。然 后浇注，待铁水在型腔中冷却到室温后就制成焊条，将焊条表面的砂清 理干净即可使用。
焊条的堆焊金属表层平均硬度值HRC > 50.0。
本发明的另 一个优选方案是采用普通砂先造好(|) 13mm x 300mm的 铸造型腔，将型腔刷上普通涂料，烘干。中频感应炉冶炼铁水，其成分 (重量百分比)为C: 6.5%、 Si:2.5%、 Mn: 2.0%、 Re: 1.0%、 Cr: 35 %、 V: 1.5%、 Ti: 1.0%、 Nb : 1.5%、 Mo: 2.0%、 Ni: 2.8%、 W: 2.5 %， Al : 0.6%, Cu : 0.5%， S《0.05o/o， P《0.05%, [O]《0.01%， [N] 《0.01%,其余为Fe。然后浇注，待铁水在型腔中冷却到室温后就制成焊 条，将焊条表面的砂清理干净即可使用。
焊条的堆焊金属表层平均硬度值HRC > 60.0。
权利要求
1.一种含稀土的堆焊焊条，其特征为没有药皮，只有焊芯，焊芯的成分为C3.2％～6.5％、Si0.4％～2.5％、Mn0.4％～2.0％、Re0.01％～1.0％，、Cr10％～35％、Mo0.0％～2.0％、Ni0.0％～2.8％、W0.0％～2.5％、V0.0％～1.5％、Ti0.0％～1.0％、Nb 0.0％～1.5％、Cu0.0％～0.5％、Al0.0％～0.6％，S≤0.08％，P≤0.08％，[O]≤0.08％，[N]≤0.08％，Fe59.64％～85.99％。
2. 如权利要求1所述的一种含稀土的堆焊焊条，其特征是焊芯的成分为 C: 5.1%、 Si:1.2%、 Mn: 1.6%、 Re: 0.35%、 Cr: 23%， S《0.05o/o, P 《0.05%, [O]<0.01%， [N]《0.01%,其余为Fe。
3. 如权利要求1所述的一种含稀土的堆焊焊条，其特征是焊芯的成分为 C: 5.3%、 Si:1.2%、 Mn: 1.9%、 Re: 0.38%、 Cr: 22%、 Co: 0.10%, S《0.05%, P《0.05%， [O]《0.01%， [N]《0.01%,其余为Fe。
4. 如;^又利要求1所述的一种含稀土的堆焊焊条，其特征是焊芯的成分为 C: 3.2%、 Si:0.4%、 Mn: 0.4%、 Re: 0.01%、 Cr: 10%, S<0.020/o, P <0.05%， [O]《0.01o/0， [N]《0.01%,其余为Fe。
5. 如权利要求1所述的一种含稀土的堆焊焊条，其特征是焊芯的成分为 C: 6.5%、 Si:2.5%、 Mn: 2.0%、 Re: 1.0%、 Cr: 35%、 V: 1.5%、 Ti: 1.0%、 Nb : 1.5%、 Mo: 2.0%、 Ni: 2.8%、 W: 2.5%, Al : 0.6%， Cu : 0.5%, S《0.05%, P《0.05%， [O〗<0.01%， [N]<0.01%，其余为Fe。
6. —种生产如权利要求1 ~ 5所述的含稀土的堆焊焊条的方法，其特征是 采用普通砂先造好cM3mmx 300mm的铸造型腔，将型腔刷上普通涂料， 烘干，中频感应炉冶炼铁水，然后浇注，待铁水在型腔中冷却到室温后 就制成焊条。
全文摘要
一种含稀土的堆焊焊条，没有药皮，只有焊芯，焊芯的成分为C3.2％～6.5％、Si0.4％～2.5％、Mn0.4％～2.0％、Re0.01％～1.0％、Cr10％～35％、Mo0.0％～2.0％、Ni0.0％～2.8％、W0.0％～2.5％、V0.0％～1.5％、Ti0.0％～1.0％、Nb 0.0％～1.5％、Cu0.0％～0.5％、Al0.0％～0.6％，S≤0.08％，P≤0.08％，[O]≤0.08％，[N]≤0.08％，Fe59.64％～85.99％，该焊条适用于烧结单辊破碎机锤头的堆焊，常温下堆焊层硬度HRC≥50，堆焊层允许有裂纹。
文档编号B23K35/30GK101190481SQ20061014409
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月27日 优先权日2006年11月27日
发明者刘国钦, 方民宪, 成 杨, 杨绍利, 苏兴仁, 谭科华, 高仕忠, 平 黄 申请人:攀枝花学院