高铬耐磨材料的堆焊磨辊工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及堆焊工艺技术领域，尤其涉及一种高铬耐磨材料的堆焊磨辊工艺。
【背景技术】
[0002] 立磨是现代水泥、电力、煤炭、化工等行业广泛应用的一种研磨设备。立磨的主要 研磨部件为磨辊和衬板，目前部分的磨辊和衬板为铸造件，而铸造磨辊和衬板不易于焊接 修复。为解决磨损问题，提高设备运转率，通过焊接修复来提高工件的耐磨性能是目前国内 外研宄的重点。国外发达国家在20世纪90年代中后推广了硬面堆焊修复技术，近年来主 要采用的堆焊修复方法有两种：一是使用直径3. 2-5mm的药芯焊丝在焊剂层下进行自动埋 弧堆焊；二是使用I. 2-3. 2mm自保药芯焊丝进行明弧堆焊，由于明弧堆焊性能可靠、不易引 起母材开裂变形，所以得到了广泛应用。硬面堆焊技术得到了长足的发展，成为对金属材料 进行表面硬化的最为可行和经济的方法之一。
[0003] 复合耐磨材料的堆焊是在"硬面堆焊修复技术"的启发下提出的一种更好地解决 "高铬铸铁铸造磨辊断裂"的堆焊工艺，然后，该堆焊工艺目前存在以下技术缺陷：
[0004] 1、剥落问题，基体与堆焊材料在熔覆过程中会出现不相熔，由于这种原因造成堆 焊复合制造耐磨件的方法存在风险，就是耐磨层的剥落；
[0005] 2、基体、过渡层和耐磨层的材料的选择难，由于复合堆焊耐磨材料的为了使基体 和耐磨层很好的融合，在融合部分达到金属键结合使其具备一定的强度和塑性，基体、过渡 层和耐磨层材料的合理选择与搭配问题很难突破。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种在碳钢或者低合金钢基体上采用耐磨堆焊材料堆焊 耐磨层的复合磨辊工艺。
[0007] 一种高铬耐磨材料的堆焊磨辊工艺，包括以下步骤：
[0008] 1)、堆焊前焊材须经200°C烘焙lh，采用碳素钢作为母材将其预热至400-500°C;
[0009] 2)、采用4层多道焊法，连弧直线短弧堆焊，可做微小横向摆动；其中，第一层是在 所述母材上采用低氢钠型焊条进行均匀打底堆焊，第二、三、四层采用石墨型药皮高铬铸铁 焊条堆焊，具体焊接操作：连弧直线短弧堆焊，可做微小横向摆动；每层堆焊完以后以每小 时2-4°C降温速度缓冷至室温，降温到150°C以下；
[0010] 3)、焊完每道后用锤锤敲击堆焊的焊缝来释放应力。
[0011] 进一步地，如上所述的高铬耐磨材料的堆焊磨辊工艺，步骤2中，后道焊缝须覆盖 熔化前道焊缝熔宽的1/4-2/3。
[0012] 进一步地，如上所述的高络耐磨材料的堆焊磨棍工艺，步骤2中，上层的施焊方向 垂直于下层的施焊方向。
[0013] 进一步地，如上所述的高铬耐磨材料的堆焊磨辊工艺，所述低氢钠型焊条直径为 3. 2_，石墨型药皮高络铸铁焊条直径为4. 0_。
[0014] 进一步地，如上所述的高铬耐磨材料的堆焊磨辊工艺，步骤2中，第一层所有焊道 的焊接电流控制在100-130A，电弧电压控制在20-25V;第二层至第四层所有焊道电流控制 在120-150A,电弧电压控制在22-27V。
[0015] 本发明可使磨辊和衬板具备可重复多次堆焊修复的特点，从而减少设备备件的更 新，为企业节约大量资金；另外，本发明通过对复合耐磨材料的堆焊研宄，选择了恰当的基 体、过渡层和耐磨层材料来使金属键结合具备一定的强度和塑性，同时选择了合理的堆焊 层厚度设计、焊丝的选择、施工工艺，使得基体与堆焊材料之间不容易出现剥落问题。
【附图说明】
[0016] 图IA为本发明堆焊实物立体图；
[0017] 图IB为本发明堆焊实物俯视图；
[0018] 图IC为本发明堆焊实物侧视图；
[0019] 图2为本发明堆焊时焊道结构示意图；
[0020] 图3表示光学显微镜低倍下低氢钠型药皮高铬铸铁焊条堆焊层整体金相组织图；
[0021] 图4a为低氢钠型药皮高铬铸铁焊条堆焊层中1区高倍金相组织图；
[0022] 图4b为低氢钠型药皮高铬铸铁焊条堆焊层中2区高倍金相组织图；
[0023]图4c为低氢钠型药皮高铬铸铁焊条堆焊层中3区高倍金相组织图；
[0024]图4d为低氢钠型药皮高铬铸铁焊条堆焊层中4区高倍金相组织图；
[0025] 图5a为低氢钠型药皮高铬铸铁焊条堆焊层界面附近基底组织1电镜图；
[0026] 图5b为低氢钠型药皮高铬铸铁焊条堆焊层界面附近基底组织2电镜图；
[0027] 图6a为低氢钠型药皮高铬铸铁焊条堆焊层界面附近2区组织电镜图；
[0028] 图6b为低氢钠型药皮高铬铸铁焊条堆焊层界面附近2区组织能谱图；
[0029] 图7a为低氢钠型药皮高铬铸铁焊条堆焊层界面附近3区组织电镜图；
[0030] 图7b为低氢钠型药皮高铬铸铁焊条堆焊层界面附近3区组织能谱图；
[0031] 图8a为低氢钠型药皮高铬铸铁焊条堆焊层界面附近4区组织电镜图；
[0032] 图8b为低氢钠型药皮高铬铸铁焊条堆焊层界面附近4区组织能谱图；
[0033] 图8c为基体组织图。
【具体实施方式】
[0034] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035] 试验材料及设备
[0036] 选择普通碳素钢Q235作为堆焊母材；堆焊采用的是焊条，牌号为低氢钠型焊条 J507、石墨型药皮高铬铸铁焊条D658 ;YC-400TX3型号的弧焊逆变器电焊机。
[0037] 试验方案
[0038] 采用J507焊条进行打底过渡层的堆焊，然后再采用D658焊条对打底过渡层的试 板进行耐磨硬面层堆焊，堆焊示意图如图1A-1C所示，其中，1为基体，2为堆焊层。
[0039] 焊接工艺
[0040]见表1
[0041] 表1焊接工艺卡
[0042]
【主权项】
1. 高铬耐磨材料的堆焊磨辊工艺，其特征在于，包括以下步骤： 1) 、堆焊前焊材经200°C烘焙lh，采用碳素钢作为母材将其预热至400-500°C; 2) 、采用4层多道焊法，连弧直线短弧堆焊，可做微小横向摆动；其中，第一层是在所 述母材上采用低氢钠型焊条进行均匀打底堆焊，第二、三、四层采用石墨型药皮高铬铸铁焊 条堆焊，具体焊接操作：连弧直线短弧堆焊，可做微小横向摆动；每层堆焊完以后以每小时 2-4°C降温速度缓冷至室温，降温到150°C以下； 3) 、焊完每道后用锤锤敲击堆焊的焊缝来释放应力。
2. 根据权利要求1所述的高铬耐磨材料的堆焊磨辊工艺，其特征在于，步骤2中，后道 焊缝须覆盖熔化前道焊缝熔宽的1/4-2/3。
3. 根据权利要求1所述的高铬耐磨材料的堆焊磨辊工艺，其特征在于，步骤2中，上层 的施焊方向垂直于下层的施焊方向。
4. 根据权利要求1所述的高铬耐磨材料的堆焊磨辊工艺，其特征在于，所述低氢钠型 焊条直径为3. 2_，石墨型药皮高铬铸铁焊条直径为4. 0_。
5. 根据权利要求1所述的高铬耐磨材料的堆焊磨辊工艺，其特征在于，步骤2中，第一 层所有焊道的焊接电流控制在100-130A，电弧电压控制在20-25V;第二层至第四层所有焊 道电流控制在120-150A，电弧电压控制在22-27V。
【专利摘要】本发明提供一种高铬耐磨材料的堆焊磨辊工艺，包括以下步骤：1)、堆焊前焊材须经200℃烘焙1h，采用碳素钢作为母材将其预热至400-500℃；2)、采用4层多道焊法，连弧直线短弧堆焊，可做微小横向摆动；其中，第一层是在所述母材上采用低氢钠型焊条进行均匀打底堆焊，第二、三、四层采用石墨型药皮高铬铸铁焊条堆焊，具体焊接操作：连弧直线短弧堆焊，可做微小横向摆动；每层堆焊完以后以每小时2-4℃降温速度缓冷至室温，降温到150℃以下；3)、焊完每道后用锤锤敲击堆焊的焊缝来释放应力。本发明可使磨辊和衬板具备可重复多次堆焊修复的特点，从而减少设备备件的更新，为企业节约大量资金。
【IPC分类】B23K9-04, B23K9-235
【公开号】CN104690396
【申请号】CN201510027763
【发明人】魏绍生
【申请人】云南机电职业技术学院
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年1月20日