专利名称：一种无渣堆焊焊条的制作方法
技术领域：
本发明属于机械零件堆焊修复材料领域，涉及一种无渣堆焊焊条。
背景技术：
目前在我国引进的大型化、现代化的设备中有大量易磨损、易腐蚀的部件，为保证整套设备的完好率及高利用率，在制造及修复这些部件时，需要在这些部件表面涂覆一层更加耐磨、耐腐蚀且具有高效及节材的涂层材料；而对于一些现场修复和较小面积、异型的工件来说，堆焊焊条仍有不可替代的作用。而熔敷率低、起弧难、易红尾是目前所使用的堆焊焊条普遍存在的问题，上述问题的出现，其主要原因在于所述焊条中的药皮在焊接过程中导电性差。
发明内容
本发明的目的是要解决上述技术存在的问题，提供可通用于各种承受中、低应力及强磨粒磨损工况产品的堆焊复合制造和修复的高耐磨无渣堆焊焊条。本发明的高耐磨无渣堆焊焊条包括焊芯(优选采用H08A焊芯)和药皮，其中所述的药皮是由以下粉末原料组成，以质量百分比计
碳化金属铬高碳铬铁金属锰 45#硅铁萤石石墨碳化硼石英
5 15% 60 80% 2 8% 2 6% 1 3% 2 5% 0 3% 0 2%
镍粉0 2%
碳酸钡0 2%
钼铁0 6%
铌铁0 6%
钨铁0 4% 。所述的粉末原料的粒度为-40目。上述药皮中由于加入的石英、碳酸钡等非金属造渣剂很少，也没有加入专门的造气剂，所以在堆焊工件时，熔敷金属表面只有药皮中极少量的非金属熔渣和熔池金属被氧化而形成的熔渣，连续堆焊不需敲渣。上述药皮中加入的石墨在电弧的作用下，与电弧周围环境的氧发生反应，会在电弧周围产生大量的CO及(X)2气体，对电弧自动形成保护气氛，阻隔空气与熔池发生反应。而大部分C进入熔池与铬、钼、铌、钨等强碳化物形成元素反应生成金属碳化物，可以大大提高堆焊层的硬度及耐磨性。上述药皮中的金属锰和45#硅铁(45号硅铁)是良好的脱氧剂，对氧有很强的亲和力，可以最大限度的降低电弧和熔池中的含氧量，保证其它合金元素的过渡。锰还具有固溶强化作用，能提高淬硬性。硅和硼作用还可以起到降低熔池的表面张力的作用，保证熔池有很好的流动性，焊道表面光滑。由于上述药皮中的成分基本是熔敷金属，并且烧损很少，因此本发明的高耐磨无渣堆焊焊条的熔敷效率比普通的堆焊焊条高。上述药皮中的石墨具有良好的导电性，使得焊条极易起弧。由于焊条药皮中加入了足够的高碳铬铁和碳化金属铬，保证了熔敷金属中需要的碳、铬含量，因此只需采用碳钢焊芯(H08A)，使得焊条在连续堆焊的过程中不会出现红尾现象。上述药皮中的碳化金属铬、高碳铬铁(以质量百分比计，C的含量为7. 5 8. 5%， Cr的含量为60 65 %，Si的含量为< 3 %，余量为Fe)和碳化硼，在焊条中弓I入碳、铬、硼， 保证了堆焊层中合适的碳、铬、硼浓度、比例，形成最大比例的碳、铬、硼复合碳化物，比单一的碳、铬化合物具有更高的显微硬度，使堆焊层的硬度及耐磨性提高。为了进一步提高堆焊层的耐磨性，尤其是在高温条件下的耐磨性，可以在焊条药皮中加入一定比例的钼铁(质量百分比0 6%)、铌铁(质量百分比0 6%)、钨铁(质量百分比0 4%)。钼、铌、钨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。本发明的高耐磨无渣堆焊焊条的制备方法，以质量百分比计，将粉末原料5 15%的碳化金属铬、60 80%的高碳铬铁、2 8%的金属锰、2 6%的45#硅铁05号硅铁)、1 3%的萤石、2 5%的石墨、0 3%的碳化硼、0 2%的石英、0 2%的镍粉、 0 2 %的碳酸钡、0 6 %的钼铁、0 6 %的铌铁和0 4 %的钨铁在混粉设备内混合均勻， 得到所述的药皮；在配制好的药皮粉末中缓慢加入重量是药皮粉末重量5%的模数为45的钾-钠型水玻璃，搅勻；采用H08A焊芯，焊芯直径为4. Omm ；以加入水玻璃后的药皮与焊芯的质量比为2 1的比例，将药皮均勻、向心地压涂在焊芯上，制备得到所述高耐磨无渣堆焊焊条，其中，所述的粉末的粒度都为-40目。使用本发明的高耐磨无渣堆焊焊条进行堆焊时由于只产生极少的渣，因此熔敷效率很高；同时还具有极易起弧、电弧稳定、飞溅小、焊道成型美观、连续堆焊无需敲渣、不红尾、裂纹分布合理等特点，堆焊后熔敷金属硬度采用HRA-50洛氏硬度试验机，在室温下测量可达HRc65以上，耐磨性极佳；可通用于各种承受中、低应力及强磨粒磨损工况产品的堆焊复合制造和修复。本发明中所述的高耐磨无渣堆焊焊条采用现有的焊条压涂机设备即可生产，加工工艺简单。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。实施例1.以质量百分比计，将粉末原料15%的碳化金属铬、61%的高碳铬铁、5%的金属锰、 3 %的45#硅铁、2 %的萤石、5 %的石墨、3 %的碳化硼、2 %的石英砂、1 %的碳酸钡、1 %的镍粉、0. 5%的钼铁、0. 5%的铌铁和的钨铁在混粉设备内混合1小时，得到粉末状的药皮， 其中，所述的高碳铬铁中的C的含量为7. 5 8. 5%，Cr的含量为60 65%，Si的含量为 (3%，余量为!^e ；上述所有的粉末的粒度都为-40目。在配制好的药皮粉末中缓慢加入重量是药皮粉末重量5%的模数为45的钾-钠型水玻璃，搅勻；采用H08A焊芯，焊芯直径为4. Omm ；以加入模数为45的钾-钠型水玻璃后的药皮与焊芯的质量比为2 1的比例，将药皮均勻、向心地压涂在焊芯上，制备得到堆焊焊条。该焊条堆焊层(三层)采用HRA-50洛氏硬度试验机，在室温下测试平均硬度大于 HRc65。可通用于各种承受中、低应力及强磨粒磨损工况产品的堆焊复合制造和修复。实施例2.以质量百分比计，将粉末原料5. 5%的碳化金属铬、60%的高碳铬铁、2%的金属锰、6 %的45#硅铁、3 %的萤石、4%的石墨、1 %的碳化硼、0. 5 %的石英砂、2 %的镍粉、6 %的钼铁、6%的铌铁和4%的钨铁在混粉设备内混合1小时，得到粉末状的药皮，其中，所述的高碳铬铁中的C的含量为7. 5 8.5%，Cr的含量为60 65%，Si的含量为彡3%，余量为狗；上述所有的粉末的粒度都为-40目。在配制好的药皮粉末中缓慢加入重量是药皮粉末重量5%的模数为45的钾-钠型水玻璃，搅勻；采用H08A焊芯，焊芯直径4. Omm;以加入水玻璃后的药皮与焊芯的质量比为 2 1的比例，将药皮均勻、向心地压涂在焊芯上，制备得到堆焊焊条。该焊条堆焊层(三层)采用HRA-50洛氏硬度试验机，在室温下测试平均硬度大于HRc65。可用于温度在 300-650°C区间的各种承受中、低应力及强磨粒磨损工况产品的堆焊复合制造和修复。实施例3.以质量百分比计，将粉末原料5%的碳化金属铬、80%的高碳铬铁、8%的金属锰、 2%的45#硅铁、的萤石、2%的石墨和2%的碳酸钡在混粉设备内混合1小时，得到粉末状的所述的药皮，其中，所述的高碳铬铁中的C的含量为7. 5 8. 5%，Cr的含量为60 65%, Si的含量为彡3%，余量为狗；上述所有的粉末的粒度都为-40目。在配制好的药皮粉末中缓慢加入重量是药皮粉末重量5%的模数为45的钾-钠型水玻璃，搅勻；采用H08A焊芯，焊芯直径4. Omm;以加入水玻璃后的药皮与焊芯的质量比为 2 1的比例，将药皮均勻、向心地压涂在焊芯上，制备得到堆焊焊条。该焊条堆焊层(三层)采用HRA-50洛氏硬度试验机，在室温下测试平均硬度大于HRc65。可通用于各种承受中、低应力及强磨粒磨损工况产品的堆焊复合制造和修复。
权利要求
1. 一种无渣堆焊焊条，包括焊芯和药皮，其特征是，所述的药皮是由以下粉末原料组成，以质量百分比计碳化金属铬5 15%高碳铬铁60 80%金属锰2 8%45#硅铁2 6%萤石1 3%石墨2 5%碳化硼0 3%石英0 2%镍粉0 2%碳酸钡0 2%钼铁0 6%铌铁0 6%钨铁0 4%
2.根据权利要求1所述的无渣堆焊焊条，其特征是以质量百分比计，所述的高碳铬铁中的C的含量为7. 5 8. 5%，Cr的含量为60 65%，Si的含量为彡3%，余量为狗。
全文摘要
本发明涉及无渣堆焊焊条，其包括焊芯(采用H08A焊芯)和药皮，将粉末原料碳化金属铬、高碳铬铁、金属锰、45#硅铁、萤石、石墨、碳化硼、石英、镍粉、碳酸钡、钼铁、铌铁和钨铁混合均匀，得到所述的药皮；在配制好的药皮粉末中缓慢加入重量是药皮粉末重量5％的模数为45的钾-钠型水玻璃，搅匀；以加入水玻璃后的药皮与焊芯的质量比为2∶1的比例，将药皮均匀、向心地压涂在直径为4.0mm的H08A焊芯上得到堆焊焊条。在使用本发明的高耐磨无渣堆焊焊条进行堆焊时，可连续堆焊不需敲渣，熔敷效率高，极易起弧，连续堆焊不红尾，熔敷金属硬度可达HRc65以上。可通用于各种承受中、低应力及强磨粒磨损工况产品的复合制造和修复。
文档编号B23K35/30GK102416531SQ20111010708
公开日2012年4月18日 申请日期2011年4月27日 优先权日2011年4月27日
发明者张剑, 李小平, 杜荣臻, 邢愚, 韩雪飞 申请人:杜荣臻