专利名称：一种蔗糖轧辊制造修复用堆焊焊条的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊接材料技术，特别是ー种蔗糖轧辊制造修复用堆焊焊条。
背景技术：
在甘蔗制糖设备中蔗糖轧辊是ー种主要设备。由于使用环境较为恶劣易于磨损，一个榨季后大部分轧辊会因磨损、失效无法继续使用，少数轧辊甚至在一个榨季的生产过程中因磨损无法使用进而导致生产停顿造成重大损失。目前开发出一种采用铸铁制造的轧辊，比使用其它合金更节约エ时和成本，也可以提供最佳的抗压强度且易于焊接。这种轧辊表面需要堆焊耐磨涂层，这样可以定期检修从而延长使用寿命。目前国内堆焊焊条种类较多，但是没有一种适合蔗糖轧辊耐磨涂层堆焊的焊条，这种焊条的焊缝金属需要有良好的耐磨性能和耐腐蚀性能。 国内外相关的专利较少，我国申请号为95119882. 3的ー种轧辊堆焊焊条专利，系用于9Cr2、9CrSi、9CrV等轧辊钢的堆焊；我国申请号为200910272137. I的ー种Cr3系列轧辊修复用堆焊焊条及堆焊方法专利是用于Crl3系列支撑轧辊的堆焊，它们均是用H08A焊芯，焊缝中铬含量偏低不适应蔗糖轧辊的使用环境，此外还含有钥、钨、稀土等贵重金属成本较高。总的说来上述专利均用于ー些特定的场所，和本发明的使用领域有较大的差別。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供ー种蔗糖轧辊制造修复用堆焊焊条，其焊接エ艺性能优良焊缝金属具有较高的耐磨性，HRC平均60以上。使用该焊条堆焊的耐磨涂层具有良好的耐磨性能和耐腐蚀性能，可以方便蔗糖轧辊的定期检修大大延长其使用寿命。为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案
本发明的ー种蔗糖轧辊制造修复用堆焊焊条，采用CaO-CaF2-SiO2碱性渣系的药皮，以焊芯、药皮过渡合金元素，堆焊金属为C-Cr-Mn-Si系，焊芯采用H31Crl3的焊芯，焊芯的规格为C 0. 25 O. 40%, Mn .く O. 60%, Si :彡 O. 50%, Cr 12. 00 14· 00%，其余为 Fe 元素以及不可避免杂质；药皮的各组分及其质量百分比为大理石2(Γ30%、萤石12 18%、金红石广3%、羧甲基纤维素0. 5 2%、片状石墨1飞％、75°硅铁2 4%、金云母1 3%、高碳锰铁I 3%、高碳铬铁38 44. 5%、钛铁2 4%石英1 3%、铝镁合金0. 5 2 %。所述的75。硅铁，规格为Si 72. 0 80. 0%, S 彡 O. 05%, P 彡 O. 04%。所述的高碳锰铁，规格为Μη 60. 0 70· 0%，S彡O. 05%, P彡O. 2%，C彡8. 0%。所述的高碳铬铁，规格为Cr 75. 0 82· 0%, S彡O. 06%, P彡O. 06%, C彡10. 0%。所述的钛铁，规格为=Ti25. 0 35· 0%, S 彡 O. 05%, P 彡 O. 05%。所述的铝镁合金，规格为Α1 45. (Γ55. 0%，Mg彡32. 0%。本焊条药皮中各成分的主要作用简述如下
大理石主要作用是造渣、造气，提高熔渣碱度，稳弧、脱硫，増大熔渣表面张カ和界面张力。因而将药皮中大理石含量控制在20 30%。
萤石主要作用是造渣，适量的添加可调整熔渣的熔点和粘度，増加其流动性，活化熔池，改善脱渣，除氢。萤石加入过量时，对电弧稳定性不利。进口金红石主要作用是造渣，同时有改善电弧稳定性和脱渣性作用。当进口金红石含量低于1%时，作用不明显。进口金红石含量过高时，増加焊条成本。羧甲基纤维素主要作用改善压涂性能和提高焊条药皮強度作用。石英主要起到造渣的作用，调整熔渣的粘度，细化熔滴。金云母主要作用是造渣，改善压涂性能，稳定电弧，增加药皮的透气性 ，利于药皮水分排出，避免药皮开裂。加入量过多有增氢的作用，因而应控制在3%以下。片状石墨主要作用向焊缝中过渡C元素，同时參加氧化还原反应。加入量太多时，对焊接エ艺性能不利，加入量过少焊缝中C元素含量低影响熔敷金属堆焊层硬度，因而应控制在f 5%范围内。高碳锰铁可以起到脱硫脱氧、防止热脆的作用，还可以向焊缝中过渡Mn、C元素，综合考虑限制药皮中高碳锰铁在广3%。75°硅铁主要起到脱氧的作用。其脱氧产物也參与造渣，加入量低于2%时，脱氧不充分，加入量高于4%时，可能増加焊缝中Si含量。综合考虑控制硅铁加入量为2 4%。钛铁主要起到脱氧的作用。同时在焊接时具有防止晶粒粗大，细化晶粒和固定碳的作用。高碳铬铁向焊缝中过渡Cr、C元素，起到合金剂的作用。能够提高焊缝的耐磨性、耐腐蚀性能。焊缝中铬元素含量是本发明的关键之一，根据熔敷金属成分要求，控制药皮中高碳铬铁在30 50%。铝镁合金主要起到脱氧的作用，其脱氧产物也參与造渣。大量试验确定铝镁合金的含量控制在2%以下较为合适。将上述药皮原材料混合均匀后，加入一定量的42 44Be (20°C)的3 1钾钠水玻璃，一般占固体粉末重量的2(Γ30%，在焊条生产设备上进行焊条制备。本专利的蔗糖轧辊制造修复用堆焊焊条，用于蔗糖轧辊制造、修复，堆焊焊条药皮类型含有碳酸盐、氟化物、硅酸盐、脱氧及过渡合金元素的高碳铬鉄、75°硅铁、高碳锰铁和铝镁合金以及改善压涂性的金云母。本发明焊条具有如下优越性
I)生产エ艺性能优良，焊条表面光滑、成品率高、偏心稳定。2)电弧较易引燃，在焊接过程中燃烧平稳。3)药皮均匀熔化，无成块脱落现象。4)焊缝成型美观，熔渣容易清除。5)熔敷金属堆焊层焊态硬度高，耐磨性能优良，提高了蔗糖轧辊的使用寿命周期。本发明焊条熔敷金属硬度HRC大于58，其实测值HRC如表I所示。表I本发明焊条熔敷金属HRC硬度值一例
序号I〗 ]2 ]3 4 [5 I= 平均 HRC Ι60. 2)58. 5]61. 3 {63. 4 [60. 9 160. 9
采用本发明堆焊的蔗糖轧辊使用寿命较原来的提高50%以上，且损坏形式主要是堆焊
层磨损，修复方便。
6)熔敷金属化学成分容易控制。控制熔敷金属化学成分如表2所示。表2本发明焊条熔敷金属化学成分范围％
权利要求
1.ー种蔗糖轧辊制造修复用堆焊焊条，其特征是采用CaO-CaF2-SiO2碱性渣系的药皮，以焊芯、药皮过渡合金元素，堆焊金属为C-Cr-Mn-Si系，焊芯采用H31Crl3的焊芯，焊芯的规格为C 0. 25 O. 40%, Mn .く O. 60%, Si :≤ O. 50%, Cr 12. 00 14· 00%，其余为 Fe 元素以及不可避免杂质；药皮的各组分及其质量百分比为大理石2(Γ30%、萤石12 18%、金红石1 3%、羧甲基纤维素0. 5 2%、片状石墨1飞％、75°硅铁:2 4%、金云母:1 3%、高碳锰铁:Γ3%、高碳铬铁:38 44. 5%、钛铁:2 4%石英:1 3%、铝镁合金0. 5 2 %。
2.根据权利要求I所述蔗糖轧辊制造修复用堆焊焊条，其特征是所述的75°硅铁规格为Si 72. 0 80· 0%, S ≤ O. 05%, P ≤ O. 04%。
3.根据权利要求I所述蔗糖轧辊制造修复用堆焊焊条，其特征是所述的高碳锰铁规格为Μη 60. 0 70· 0%, S ≤ O. 05%, P≤ O. 2%, C≤ 8. 0%。
4.根据权利要求I所述蔗糖轧辊制造修复用堆焊焊条，其特征是所述的高碳铬铁规格为Cr 75. 0 82· 0%, S ≤ O. 06%, P ≤ O. 06%, C く 10. 0%。
5.根据权利要求I所述蔗糖轧辊制造修复用堆焊焊条，其特征是所述的钛铁规格为Ti 25. 0 35· 0%, S ≤ O. 05%, P ≤O. 05%。
6.根据权利要求I所述蔗糖轧辊制造修复用堆焊焊条，其特征是所述的铝镁合金规格为Α1 45. 0 55· 0%, Mg ≤ 32. 0%。
全文摘要
本发明介绍了一种蔗糖轧辊制造修复用堆焊焊条，采用CaO-CaF2-SiO2碱性渣系，焊芯采用H31Cr13的焊芯；药皮组成为大理石20~30％、萤石12~18％、金红石1~3％、羧甲基纤维素0.5~2％、片状石墨1~5%、75°硅铁2~4%、金云母1~3%、高碳锰铁1~3%、高碳铬铁38~44.5％、钛铁2~4%石英1~3%、铝镁合金0.5~2％。本发明的焊条电弧较易引燃，燃烧平稳；药皮均匀熔化飞溅少；焊缝成型正常，熔渣易清除；焊缝金属具有较高的耐磨性，HRC平均60以上；堆焊的耐磨涂层具有良好的耐磨性能和耐腐蚀性能，可以方便蔗糖轧辊的定期检修大大延长其使用寿命。
文档编号B23K35/368GK102689103SQ20121015895
公开日2012年9月26日 申请日期2012年5月22日 优先权日2012年5月22日
发明者刘宏, 郭敬杰, 黄连涛 申请人:中国船舶重工集团公司第七二五研究所