专利名称：中速磨煤机磨辊耐磨堆焊用粉芯焊丝及其制备与堆焊方法
技术领域：
本发明涉及一种焊接材料，特别是一种中速磨煤机磨辊耐磨堆焊用粉芯焊丝及其制备方法与堆焊方法，属于耐磨材料技术领域。
背景技术：
中速磨煤机广泛用于火力发电厂、矿山、水泥厂制备煤粉燃料。煤粉燃料掺杂硬质物质导致磨煤机磨辊磨损剧烈，造成使用寿命短，综合资源浪费严重。通常中速磨煤机磨辊是由高铬铸铁和合金钢铸造而成的，如果因磨辊磨损失效而重新铸造更换，势必造成极大的浪费，且大大地提高了生产成本。为此许多中速磨煤机磨辊采用堆焊耐磨涂层技术抗击磨损，从而延长部件的使用寿命，提高设备运行效率，降低综合成本，属节能减排领域。中速磨煤机磨辊采用堆焊耐磨涂层技术，是将耐磨粉芯焊丝堆焊在磨辊辊套表面形成耐磨涂层。堆焊后辊套与新品铸造件相比，由于耐磨层硬度较高，比之未堆焊防磨层的磨辊能够更有效地抵御磨料磨损，因而具有比未堆焊磨辊强得多的耐磨性。堆焊磨辊性能好坏取决于以下三个方面1.耐磨层与辊套基体的接合强度由于堆焊丝与基体成分差异大，保证其高接合强度是相当困难的，但也是必要的， 如果焊接接合强度低，则耐磨层与母材会剥离，耐磨性立即丧失。2.耐磨层的焊接成型性能由于焊接时的热输入大，自保护焊的飞溅严重，粉芯焊丝保护效果不佳会造成耐磨层出现诸多气孔，所以如何得到焊道成型美观的产品非常重要。3.耐磨层的耐磨度磨辊辊套母材一般为高铬铸铁，焊接性能较低，如何在保证可靠可焊性的条件下提高堆焊耐磨层耐磨度是行业发展的方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中速磨煤机磨辊耐磨堆焊用粉芯焊丝及其制备方法与堆焊方法。本发明所提供的粉芯焊丝含有多种硬质相，将其堆焊形成的耐磨层具有与基体的接合强度大、焊接成型性能好、耐磨度高的特点。本发明的技术方案一种中速磨煤机磨辊耐磨堆焊用粉芯焊丝，由金属带包裹粉芯经拉拔、减径制成，所述粉芯由下述质量百分比的混合粉末组成3.0% -4. 5%的碳粉、 1.0% -2.0% 的硅粉、0.5% _1.0%的锰粉、16.0% -20. 0% 的铬粉、0. 5% -1.5% 的钼粉、 1. 0% -2. 0%的钨粉、2. 0% -4. 0%的钛粉、0-2. 0%的钒粉、5. 0% -7. 0%的铌粉、余量为铁粉；所述混合粉末在粉芯焊丝中的质量百分含量为30% -40%。前述金属带优选为镍带。采用镍带的好处是焊丝熔覆性能和堆焊形成的耐磨涂层性能更佳。所用镍带厚度为0. 28mm0经过计算及工艺实验验证，选用0. ^mm厚的镍带轧制出的焊丝外皮厚度最佳，且熔覆成分配比平衡。前述粉芯焊丝的直径为3. 2mm或2. 8mm。3. 2mm,2. 8mm为焊接行业的标准件尺寸， 因而该粉芯焊丝可直接配套焊接设备的焊枪，有效降低后续使用的配套成本。如上所述中速磨煤机磨辊耐磨堆焊用粉芯焊丝的制备方法按所述比例称取各种粉末，放入钢球磨机中混合研磨4-6小时，混合均勻后以厚度为0. 28mm的金属带包裹混合粉末，经成型机轧制、拉丝机组拉拔、磨削机磨削、抛光机组抛光处理工序制成直径为3. 2mm 或2. 8mm的粉芯焊丝，并可利用焊丝卷盘机将焊丝卷成盘状。用上述方法制备的焊丝规格是符合焊接标准尺寸的，将其堆焊成耐磨层的方法为采用明弧堆焊方法将所述粉芯焊丝堆焊在已抛光处理的磨辊工作面上形成耐磨层，焊接电流180-200A，焊接电压25-32V，连续堆焊3层或6_7mm厚度即可。与现有技术相比，本发明提供了一种含有多种硬质相的堆焊用粉芯焊丝，可用明弧直接堆焊，粉芯丝中稀土成分可以有效地细化熔敷金属晶粒，增大接合强度，改善成型性能；且采用镍带作为粉芯焊丝外皮，焊丝经堆焊后形成以碳化物颗粒增强的镍基复合材料， 其抗压强度、断裂韧性显著高于铁基!^e-Cr-C系耐磨堆焊层；因而用本发明粉芯焊丝堆焊形成的耐磨层具有与基体的接合强度大，焊接成型性能好，耐磨度高的特点。
具体实施例方式实施例1 中速磨煤机磨辊耐磨堆焊用粉芯焊丝的制备按下述质量百分比例称取各种粉末碳粉4.0%、硅粉1.5%、锰粉1.0%、铬粉18.0%、钼粉1.0%、钨粉1.5%、钛粉3. 0%、钒粉1. 0%、铌粉6. 0%、铁粉1.5%，放入钢球磨机中混合研磨5小时(由该混合粉末组成的粉芯在粉芯焊丝中的质量百分含量为38. 5% )，混合均勻后以厚度为0. 28mm的镍带包裹混合粉末，经成型机轧制、拉丝机组拉拔、磨削机磨削、抛光机组抛光处理工序制成直径为3. 2mm的粉芯焊丝。上述粉芯焊丝堆焊成耐磨层的方法采用明弧堆焊方法将粉芯焊丝堆焊在已抛光处理的磨辊工作面上形成耐磨层，焊接电流190A，焊接电压28V,连续堆焊3层后，耐磨层表面硬度HRC63-66，磨粒磨损性能是高铬铸铁的10倍，结合强度> 150MPa。实施例2 中速磨煤机磨辊耐磨堆焊用粉芯焊丝的制备按下述质量百分比例称取各种粉末碳粉4. 5 %、硅粉2. 0 %、锰粉1. 0 %、铬粉20. 0 %、钼粉1. 5 %、钨粉2. 0 %、钛粉2. 0%、钒粉2. 0%、铌粉5. 0%，放入钢球磨机中混合研磨4小时(由该混合粉末组成的粉芯在粉芯焊丝中的质量百分含量为40%)，混合均勻后以厚度为0. ^mm的镍带包裹混合粉末，经成型机轧制、拉丝机组拉拔、磨削机磨削、抛光机组抛光处理工序制成直径为2. 8mm 的粉芯焊丝。上述粉芯焊丝堆焊成耐磨层的方法采用明弧堆焊方法将粉芯焊丝堆焊在已抛光处理的磨辊工作面上形成耐磨层，焊接电流180A，焊接电压25V,连续堆焊6-7mm厚度后，耐磨层表面硬度HRC65-68，磨粒磨损性能是高铬铸铁的10倍，结合强度> 150MPa。实施例3 中速磨煤机磨辊耐磨堆焊用粉芯焊丝的制备按下述质量百分比例称取各种粉末碳粉3.0%、硅粉1.0%、锰粉0.5%、铬粉16.0%、钼粉0.5%、钨粉1.0%、钛粉4. 0%、铌粉7. 0%、铁粉1%，放入钢球磨机中混合研磨6小时(由该混合粉末组成的粉芯在粉芯焊丝中的质量百分含量为34% )，混合均勻后以厚度为0. 28mm的金属带包裹混合粉末，经成型机轧制、拉丝机组拉、磨削机磨削、抛光机组抛光处理工序拔制成直径为3. 2mm 的粉芯焊丝。 上述粉芯焊丝堆焊成耐磨层的方法采用明弧堆焊方法将粉芯焊丝堆焊在已抛光处理的磨辊工作面上形成耐磨层，焊接电流200A，焊接电压32V，连续堆焊6-7mm厚度后，耐磨层表面硬度HRC65-68，磨粒磨损性能是高铬铸铁的10倍，结合强度> 150MPa。
权利要求
1.一种中速磨煤机磨辊耐磨堆焊用粉芯焊丝，由金属带包裹粉芯经拉拔、减径制成，其特征在于所述粉芯由下述质量百分比的混合粉末组成3.0% -4. 5%的碳粉、 1.0% -2.0% 的硅粉、0.5% _1.0%的锰粉、16.0% -20. 0 % 的铬粉、0. 5 % -1.5% 的钼粉、 1. 0% -2. 0%的钨粉、2. 0% -4. 0%的钛粉、0-2. 0%的钒粉、5. 0% -7. 0%的铌粉、余量为铁粉；所述混合粉末在粉芯焊丝中的质量百分含量为30% -40%。
2.根据权利要求1所述的中速磨煤机磨辊耐磨堆焊用粉芯焊丝，其特征在于所述金属带为镍带。
3.根据权利要求2所述的中速磨煤机磨辊耐磨堆焊用粉芯焊丝，其特征在于所用镍带厚度为0. ^mm。
4.根据权利要求1所述的中速磨煤机磨辊耐磨堆焊用粉芯焊丝，其特征在于粉芯焊丝的直径为3. 2mm或2. 8mm。
5.如权利要求1-4中任一项所述中速磨煤机磨辊耐磨堆焊用粉芯焊丝的制备方法，其特征在于按所述比例称取各种粉末，放入钢球磨机中混合研磨4-6小时，混合均勻后以厚度为0. 28mm的金属带包裹混合粉末，经成型机轧制、拉丝机组拉拔、磨削机磨削、抛光机组抛光处理工序制成直径为3. 2mm或2. 8mm的粉芯焊丝。
6.将权利要求1-4中任一项所述粉芯焊丝堆焊成耐磨层的方法，其特征在于采用明弧堆焊方法将所述粉芯焊丝堆焊在已抛光处理的磨辊工作面上形成耐磨层，焊接电流 180-200A，焊接电压25-32V，连续堆焊3层或6_7mm厚度即可。
全文摘要
本发明公开了一种中速磨煤机磨辊耐磨堆焊用粉芯焊丝及其制备与堆焊方法，该粉芯焊丝由金属带包裹粉芯经拉拔、减径制成，粉芯由下述质量比的混合粉末组成碳粉3.0-4.5％、硅粉1.0-2.0％、锰粉0.5-1.0％、铬粉16.0-20.0％、钼粉0.5-1.5％、钨粉1.0-2.0％、钛粉2.0-4.0％、钒粉0-2.0％、铌粉5.0-7.0％、余量为铁粉；粉芯在粉芯焊丝中的质量含量为30-40％。本发明提供的粉芯焊丝可用明弧直接堆焊，其中的稀土成分可以有效地细化熔敷金属晶粒，增大接合强度，改善成型性能；用本发明粉芯焊丝堆焊形成的耐磨层具有与基体接合强度大，焊接成型性能好，耐磨度高的特点。
文档编号B23K9/04GK102366860SQ201110303169
公开日2012年3月7日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者宝志坚, 李志胜 申请人:北京华电泰锐科技有限公司