专利名称：一种高铬铸铁明弧堆焊药芯焊丝及其制备的制作方法
技术领域：
本发明涉及焊接材料技术领域，特别涉及一种高铬铸铁明弧堆焊药芯焊丝及其制备方法。
背景技术：
高铬铸铁材料具有比较好的耐磨性及一定的耐腐蚀性能，国内企业在进行磨煤辊堆焊、磨盘堆焊时通常使用这种材料，同时会采用埋弧焊丝搭配焊剂实施堆焊。但其存在着以下的缺点焊缝熔深较大，母材对材料的稀释比较严重，往往需要堆焊多层才能达到所需的硬度值HRC60，因而堆焊材料的浪费不可避免；另外，由于埋弧焊施焊时必须遵守的操作规范多且严格，包括施焊操作必须增加一些装置；同时，它还需要搭配焊剂来进行保护，这些都造成了施工成本的上升以及工作上的不便。
发明内容
本发明人经过大量研究实验，开发出了一种高铬铸铁明弧堆焊药芯焊丝。本焊丝具有自保护即可直接焊接不需焊剂保护、无需清渣、熔深浅、母材对焊接材料的稀释率小等特点，且可明弧焊接，能间接观察熔池，方便调节焊丝工艺性能。本发明采用以下技术方案实现
药芯焊丝的外表钢带材料采用优质低碳冷轧钢带，药芯的质量分数组成为高碳铬铁 40 60%，石墨1 6%，电解锰4 8%，低硅铁2 6%，金属铬10 30%，铝镁合金8 15%， 其它合金10 20%。为了获得更好的效果，优选其它合金为还原铁粉。本发明药芯焊丝采用行业内通用的常规生产制造工艺即可制备，为了实现最佳综合性能，药粉原材料优选高碳铬铁的碳含量大于8%，铬含量大于60%，石墨的碳含量大于 80%,电解锰的锰含量大于等于99%，金属铬的铬含量大于等于99%，低硅铁的硅含量为40 46%;上述各种原材料均过60目筛。本发明药芯焊丝的耐磨、耐蚀机理
高铬铸铁堆焊层的合金系为Fe-Cr-C，它的强化相主要是碳化物，其耐磨性的好坏是由碳化物的种类、数量、尺寸、形态和分布决定的，另外基体组织对耐磨性也有一定的影响。高铬铸铁中的碳化物有三种形式，它们分别是(Cr、Fe)3C，(Cr、Fe)7C3和(Cr、Fe)23C6。 这三种碳化物具有不同的晶体结构和硬度，(Cr、Fe) 3C为渗碳体型碳化物，具有斜方晶体结构，显微硬度为840 1100 HV。(Cr、Fe) 7C3有两种晶体形态，共晶(Cr、Fe)7C3为板条状，初生(Cr、i^e)7C3具有六方棱柱结构，且初生(Cr、狗)7C3硬度较高，显微硬度在 1400HV以上。Cr23C6为面心立方结构，其显微硬度约为1000 1100HV。因此为提高耐磨性，堆焊层中应含有大量的初生(Cr、Fe)7C3。 本发明的优点和特点是
1.采用本发明药芯焊丝焊接时，无需加任何焊剂和保护气体便可直接进行堆焊，降低了施工成本，减少了操作上的不便。2.稀释率低，电弧稳定。3.焊缝无渣，且具有超高的硬度和耐蚀性能。
具体实施例方式为了理解本发明，下面结合实施例进一步说明本发明，但不限制本发明。实施例1 4 制备本发明高铬铸铁明弧堆焊药芯焊丝
焊丝的外表钢带采用低碳冷轧钢带，宽度为16mm，厚度为0. 30mm ；其化学成分如表1 所示。表1、低碳冷轧钢带化学成分(质量分数)
CMnSiSPsS 0. 050. 18-0. 26sS 0. 10sS 0. 03sS 0. 03
按表2取各原料粉，混合均勻，装入药芯焊丝成型机的添粉装置中，给逐步轧制成型的药芯焊丝均勻添加药粉。再经过拉丝机将焊丝拔制成直径为2. 4 3. 2毫米的药芯焊丝。
表2高铬铸铁明弧堆焊药芯焊丝药粉质量分数配方 (％)
m.觀δ 77隱 ilNllBIW纖逐擺配方纖ΙιΧ Ιτ;*:mww- 紐mmi 麵2α so45 504 6 3 6416 10 14 Ii15 13mtm 64m w1Z5雄4GO2 I 643 Ii10
实验例1 4
用本发明实施例1-4所制备的药芯焊丝，采用平特性电源的焊机直接进行堆焊，堆焊电流选用400A，试板为普通低碳钢板，尺寸为200X100X20mm，堆焊三层。观测到焊缝表面有横向微裂纹，裂纹的出现能降低堆焊过程产生的应力，防止剥落。实验例5 8
对本发明实施例1-4所制备的药芯焊丝进行测试，测试结果如表3。
表3实施例1 - 4高铬铸铁明弧堆焊熔敷金属化学成分(质量分数)
平均硬度(HRC)CMnSiSPCr其它实施160. 24. 881. 801. 500. 0140. 01525. 83. 0实施260. 54. 901. 821. 520. 0120. 01626. 03. 0实施360. 84. 921. 781. 550. 0150. 01826. 23. 0实施461. 05. 001. 851. 500. 0130. 01626. 43. 0
权利要求
1.一种高铬铸铁明弧堆焊药芯焊丝，由低碳冷轧钢带外皮内裹药芯构成，其特征在于药芯的质量分数组成为高碳铬铁40 60%，石墨1 6%，电解锰4 8%，低硅铁2 6%， 金属铬10 30%，铝镁合金8 15%，其它合金10 20%。
2.根据权利要求1所述的一种高铬铸铁明弧堆焊药芯焊丝，其特征在于药芯的质量分数组成为高碳铬铁40 60%，石墨1 6%，电解锰4 8%，低硅铁2 6%，金属铬10 30%，铝镁合金8 15%，还原铁粉10 20%。
3.如权利要求1所述的一种高铬铸铁明弧堆焊药芯焊丝的制备方法，其特征在于制备药芯选取的药芯原料为高碳铬铁的碳含量大于8%，铬含量大于60%，石墨的碳含量大于 80%,电解锰的锰含量大于等于99%，金属铬的铬含量大于等于99%，低硅铁的硅含量为40 46%;使用前将其过60目筛。
全文摘要
本发明涉及一种高铬铸铁明弧堆焊药芯焊丝，药芯的质量分数组成为高碳铬铁40～60%，石墨1～6%，电解锰4～8%，低硅铁2～6%，金属铬10～30%，铝镁合金8～15%，其它合金10～20%；以本发明药芯焊丝焊接时，稀释率低电弧稳定，焊缝无渣并具有超高的硬度和耐蚀性能，且无需加任何焊剂和保护气体便可直接进行堆焊，降低了施工成本，减少了操作上的不便。
文档编号B23K9/18GK102513742SQ20111044695
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者杨天文, 杨敬雷, 杨新禄, 杨钢, 郑子新, 郑子行 申请人:天津大桥金属焊丝有限公司