专利名称：一种轻载低速齿轮断齿修复堆焊用特种焊条的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊条，特别涉及堆焊用焊条。
技术背景
齿轮是机械传动中应用最广泛的零件之一，在汽车、拖拉机、机床、起重机械等产品中不仅有重要的作用，而且用量相当大。齿轮按材料种类主要有锻钢、铸钢、铸铁和有色金属。其中，锻钢应用最广泛，通常重要用途的齿轮都采用锻钢制造。具体齿轮材料的选用主要是根据齿轮工作时载荷的大小、转速的高低及齿轮的精度要求来确定。按齿轮承受载荷一般分为轻载荷、中载荷和高载荷；按齿轮转速一般分为低速齿轮(1、m /S)、中速齿轮 (6^10 m /s)和高速齿轮(1(T15 m /s)；按齿轮精度一般为6、级(中、低速)和8 12级 (高速)，汽车、拖拉机齿轮精度一般为6、级。
齿轮传动的失效形式及影响因素较多，其中齿轮轮齿断裂(断齿)是较为常见的齿轮损伤形式，也是造成齿轮失效的重要原因。断齿是轻载、低速锻钢齿轮损伤的主要形式， 特别是断齿一般为突发事件，在没有备用齿轮的情况下，断齿会严重的影响正常的生产，给企业带来巨大的经济损失。
近几年来，国内外许多企业试图通过堆焊的方式来修复断齿的轻载、低速锻钢齿轮，但由于轻载、低速锻钢齿轮是由低碳钢或中碳钢制造，其碳当量较高，特别是在现场没有焊前预热和焊后热处理的条件下，在齿轮表面上极易出现裂纹，降低齿轮焊后质量甚至修复失败，从而限制了轻载、低速锻钢齿轮断齿堆焊修复技术的广泛应用。
专利“复合双金属大型齿轮再制造技术用堆焊焊条”(专利号ZL200510007159. 7)， 主要针对尺寸直径在3-5米的大型齿轮因表面磨损，通过堆焊恢复其表面尺寸，而不是断齿修复；一种“铸铁齿轮断齿修复堆焊用特种焊条”和一种“铸钢齿轮断齿修复堆焊用特种焊条”，主要针对铸铁和铸钢齿轮断齿修复，而不是轻载、低速锻钢齿轮。发明内容
本发明的目的在于提供一种容易焊接、焊后抗开裂、寿命长且价格低廉的轻载、低速齿轮断齿修复堆焊用特种焊条。
本发明的特种堆焊焊条，其药皮化学成分的重量百分比为(wt%):大理石50 - 55， 白土子4 一 6，萤石25 — 30，石英1 一 3，中碳铬铁1 一 3，钛铁1 一 3，高碳锰铁1 一 3，硅铁1 一 3，三氧化二镧1 一 3，金属镍1 一 3。焊芯为H08A钢焊丝。
上述药皮原料中的钛铁、高碳锰铁和硅铁可以联合脱氧，净化堆焊熔池；中碳铬铁可以控制一定的碳含量和铬含量，提高堆焊金属的淬透性，并形成少量的含铬碳化物，保证适当堆焊金属的耐磨性；合金元素锰可保证堆焊金属具有较高的强度和抗疲劳性能；三氧化二镧也可以脱氧、脱硫，净化堆焊熔池，还可以细化焊后一次结晶组织和二次结晶组织， 变质夹杂物，改善堆焊金属的韧性，提高堆焊金属的抗开裂性能；金属镍粉可改善堆焊组织，改善应力分布，提高堆焊金属的抗开裂性能。
本发明焊条的制备方法 1、对部分原料进行钝化处理a、将硅铁粉末加热，在720- 750°C保温1小时，b、将中碳铬铁粉末加热，在550- 600°C保温1小时，c、将高碳锰铁粉末加热，在300- 350°C保温1小时。
2、混合将上述药皮的各种原料放入混料机进行充分混合，然后再加入水玻璃粘结剂搅拌均勻，该水玻璃的模数为2. 7-3. 0，波美度为48 - 50。
3、压制用焊条涂敷机将上述混勻的物料挤压在H08A钢焊丝上。
4、干燥在100_200°C对焊条进行干燥。
本发明具有如下优点1、通过堆焊的轻载、低速锻钢齿轮经磨削或切削加工后可以代替经整体生产的齿轮， 不仅减少了制造工序，节省了原料和能源，同时其使用寿命是原齿轮的3倍。
2、该焊条修复断齿，不用焊前对齿轮进行预热，焊后不用热处理，现场使用方便， 易于焊接，焊后不开裂，焊接质量明显提高，硬度范围为HBS 200 180。
3、此特种焊条不仅可以应用到系列减速箱，而且也可以应用到冶金机械、中载机械、机床行业等所普遍存在的轻载、低速齿轮断齿堆焊修复，具有重要的工程意义，其市场空间十分广阔。
具体实施方式
实施例1 取药皮的原料，大理石55千克，萤石30千克，石英3千克，白土子6千克，中碳铬铁1 千克，高碳锰铁1千克，硅铁1千克，钛铁1千克，三氧化二镧1千克，金属镍1千克及H08A 钢焊丝。先对硅铁、中碳铬铁和高碳锰铁进行钝化处理，即将硅铁粉末加热，在720°C保温1 小时；将中碳铬铁粉末加热，在^(TC保温1小时；将高碳锰铁粉末加热，在300°C保温1小时。将上述药皮的各种原料放入混料机进行充分混合，然后再加入水玻璃粘结剂搅拌均勻， 该水玻璃的模数为2. 7，波美度为48。用焊条涂敷机将上述混勻的物料挤压在H08A钢焊丝上。在10(TC对焊芯进行干燥。采用上述焊条堆焊修复轻载、低速齿轮，焊前免预热、焊后免热处理，修复后表面的硬度为HBS 200。
实施例2:取药皮的原料，大理石53千克，萤石观千克，石英2千克，白土子5千克，中碳铬铁2 千克，高碳锰铁2千克，硅铁2千克，钛铁2千克，三氧化二镧2千克，金属镍2千克及H08A 钢焊丝。先对硅铁、中碳铬铁和高碳锰铁进行钝化处理，即将硅铁粉末加热，在730°C保温1 小时；将中碳铬铁粉末加热，在570°C保温1小时；将高碳锰铁粉末加热，在330°C保温1小时。将上述药皮的各种原料放入混料机进行充分混合，然后再加入水玻璃粘结剂搅拌均勻， 该水玻璃的模数为2. 8，波美度为49。用焊条涂敷机将上述混勻的物料挤压在H08A钢焊丝上。在150°C对焊芯进行干燥。采用上述焊条堆焊修复轻载、低速齿轮，焊前免预热、焊后免热处理，修复后表面的硬度为HBS 2400
实施例3:取药皮的原料，大理石50千克，萤石25千克，石英1千克，白土子6千克，中碳铬铁3千克，高碳锰铁3千克，硅铁3千克，钛铁3千克，三氧化二镧3千克，金属镍3千克及H08A 钢焊丝。先对硅铁、中碳铬铁和高碳锰铁进行钝化处理，即将硅铁粉末加热，在750°C保温1 小时；将中碳铬铁粉末加热，在600°C保温1小时；将高碳锰铁粉末加热，在350°C保温1小时。将上述药皮的各种原料放入混料机进行充分混合，然后再加入水玻璃粘结剂搅拌均勻， 该水玻璃的模数为3. 0，波美度为50。用焊条涂敷机将上述混勻的物料挤压在H08A钢焊丝上。在20(TC对焊芯进行干燥。采用上述焊条堆焊修复轻载、低速齿轮，焊前免预热、焊后免热处理，修复后表面的硬度为HBS 2800
权利要求
1. 一种轻载、低速锻钢齿轮断齿堆焊修复用特种焊条，其特征在于其药皮化学成分的重量百分比为wt% 大理石50 — 55，白土子4 一 6，萤石25 — 30，石英1 一 3，中碳铬铁 1 一 3，钛铁1 一 3，高碳锰铁1 一 3，硅铁1 一 3，三氧化二镧1 一 3，金属镍1 一 3 ；其焊芯为H08A钢焊丝。
全文摘要
一种轻载、低速锻钢齿轮断齿堆焊修复用特种焊条，其药皮化学成分的重量百分比为(wt%)大理石50－55，白土子4－6，萤石25－30，石英1－3，中碳铬铁1－3，钛铁1－3，高碳锰铁1－3，硅铁1－3，三氧化二镧1－3，金属镍1－3。焊芯为H08A钢焊丝。本发明的焊条可以焊前免预热和焊后免热处理对轻载、低速锻钢齿轮进行堆焊修复，堆焊金属具有较高的抗开裂性能，现场使用非常方便。修复后的轻载、低速齿轮表面硬度范围为HBS200~280，且使用寿命是原齿轮的3倍。
文档编号B23K35/40GK102489891SQ201110363360
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者周野飞, 杨庆祥, 杨育林, 齐效文 申请人:燕山大学