专利名称：耐磨堆焊自保护药芯焊丝的制作方法
技术领域：
本发明涉及耐磨堆焊材料领域，本发明的自保护堆焊药芯焊丝可用于各种耐磨件 的修复，可以代替进口的耐磨堆焊焊丝，广泛应用于修复连铸辊、各类轧辊等。
背景技术：
自保护堆焊药芯焊丝具备了埋弧堆焊，气保护堆焊所不具备的优点，具有操作简 便，无需焊剂，无需气体，综合成本低，焊接工艺好。但由于自保护堆焊焊丝的研制难度较 大，是焊接领域的高新技术，目前国际上只有少数国家能掌握全套的技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐磨堆焊自保护药芯焊丝，其熔敷金属具有良好的耐冷 及热、耐疲劳性能、及韧性和塑性和耐磨性。本发明的解决方案为一种耐磨堆焊自保护药芯焊丝，按重量百分比计算，药芯成分含量如下Cr 40-45%;Ni :5-10%;Ti :5-15%;Mn :5_10%;氟化物8_10%;碳酸盐4_7%;Si02 0. 5-2%； Si 1-4% ；TiO2O. 5-2 % ；N-Cr 1. 5-2. 5 %，其中，N 占全部药粉重量的 0. 05-0. 1 % ;A1 1-2% ；Mg 1_3%，其余为铁粉，药芯成分占焊丝总重量的比例为25-40%。作为优选实施方式，所述的Mn、Si、Ti在药芯中的重量配比为3 1 4。本发明制造的自保护堆焊焊丝具有较高的硬度和耐磨性，工艺性能好，适用性广 泛。具体而言，本发明药芯焊丝的各组元成份作用如下1、Cr、Ni等作为合金元素加入，一方面能提高耐磨抗裂性，另一方面能提高韧性， 细化晶粒，改善耐冷热疲劳性能。2、药芯焊丝中加入适当的氮化铬，使熔敷金属中的氮含量增加，以氮代替碳，降 低碳在焊缝中的含量，随着碳含量的降低必然会导致堆焊金属的强化作用减弱，而氮的加 入很好的解决了这个问题，氮在熔敷金属中的作用适量的氮会和铬、钒、钛等形成稳定的 氮化物促进了微合金元素的有效作用，提高了材料的高温层屈服强度，氮化物以高度弥散 分布在耐磨堆焊层中，极度的增加强度和硬度特别是疲劳强度、耐腐性和高温抗腐蚀性， 同时抑制了材料的高温蠕变变形，而塑形并不降低。经反复试验氮在熔敷金属的含量在 0. 07-0. 10效果最好，可以获得理想的耐磨性能。自保护堆焊药芯焊丝的熔敷金属是以氮代 替碳，可以显著提高耐磨层抗高温氧化和腐蚀性能，高温耐磨的性能得到显著的改善。3、药芯的Mn、Si、Ti起到合金化的作用，另一方面也起到了联合脱氧作用、防止焊 缝中出现气孔等焊接缺陷，经过反复试Mn Si Ti在药芯中的比例为3 1 4效果明显。4、氟化物(CaF2)碳酸盐(CaCO3)在焊接中起到造渣的作用，调节熔渣的流动性，保 护熔池不受空气入侵，防止气孔。硅酸盐(SiO2)可起到细化熔滴，减少飞溅。TiO2改善熔 渣的粘稠度使熔渣覆盖均勻，改善焊缝成型质量。5、Al、Mg在药芯中直接参与脱氧，可有效的防止气孔的产生，同时可增加电弧的吹 力，提高熔敷效率。
具体实施例方式下面根据具体实施例对本发明进一步说明。本发明采用H08A的钢带做外皮材料，化学成分C :0. 03-1. 00 %，MnO. 3 %， S ^ 0.02% P ^ 0. 02%。药粉的填充系数在20-50%之间，所制作的焊丝规格为<2 2. 4mm。 药粉的原料成分包括Cr、Ni、Ti-Fe、Mn-Fe、氟化物、碳酸盐、硅酸盐或Si02、Ti02、N_Cr、Al、 Mg以及铁粉，药粉占焊丝总重量的比例为25-40%。经过调制后的药粉混合物，其各个成分 的重量配比见下面的实施例实施例一Cr 40%Ni 5%Al 1%Mg 2. 5%Ti 8%N-Cr :1%，其中，N占全部药粉重量的0.06%CaF2 10%CaCO3 5%Mn 6%Si 2%SiO2 0. 5%TiO2 0. 5%Fe 余量该焊丝焊接时电弧稳定，飞溅为细颗粒飞溅，容易清除，焊缝成形美观，无气孔现 象。硬度(HRC) 43 43. 5 43实施例二 实例二Cr 45%Ni 7%Al 2%Mg 1. 5%Ti: 12%N-Cr :2. 5%，其中，N占全部药粉重量的0. 09%CaF2 8%CaCO3 5%Mn 9%Si 3%SiO2:1.5%TiO2 2%Fe 余量
该焊丝电弧稳定，飞溅小。成形美观，无气孔现象，脱渣易。硬度(HRC)43. 0 42. 5 43. 0按上述比例配制的药粉，用铁粉进行平衡，不同的填充系数和不同厚度的钢带生 产不同规格的焊丝。主要的规格为<2 2. Omm <2 2. 4mm推荐的焊接参数焊接电流200-300A焊接电压23_30V干伸长度20-35mm焊丝直径<2 2.4适用范围钢厂连铸辊堆焊的焊接。
权利要求
一种耐磨堆焊自保护药芯焊丝，其特征在于，按重量百分比计算，药芯成分含量如下Cr40 45％；Ni5 10％；Ti5 15％；Mn5 10％；氟化物8 10％；碳酸盐4 7％；SiO20.5 2％；Si1 4％；TiO20.5 2％；N Cr1.5 2.5％，其中，N占全部药粉重量的0.05 0.1％；Al1 2％；Mg1 3％，其余为铁粉，药芯成分占焊丝总重量的比例为25 40％。
2.根据权利要求1所示的耐磨堆焊自保护药芯焊丝，其特征在于，所述的Mn、Si、Ti在 药芯中的重量配比为3 1 4。
全文摘要
本发明属于耐磨堆焊材料领域，涉及一种耐磨堆焊自保护药芯焊丝，按重量百分比计算，药芯成分含量如下Cr40-45％；Ni5-10％；Ti5-15％；Mn5-10％；氟化物810％；碳酸盐4-7％；SiO20.5-2％；Si1-4％；TiO20.5-2％；N-Cr1.5-2.5％，其中，N占全部药粉重量的0.05-0.1％；Al1-2％；Mg1-3％，其余为铁粉，药芯成分占焊丝总重量的比例为25-40％。本发明的自保护堆焊焊丝具有较高的硬度和耐磨性，工艺性能好，适用性广泛。
文档编号B23K35/368GK101905396SQ20101025816
公开日2010年12月8日 申请日期2010年8月20日 优先权日2010年8月20日
发明者张霞, 马藏娟 申请人:河北翼辰实业集团有限公司